Локальная сеть: основы функционирования компьютерных сетей

Локальная сеть (локальная вычислительная сеть или ЛВС) представляет собой среду взаимодействия нескольких компьютеров между собой. Цель взаимодействия — передача данных. Локальные сети, как правило, покрывают небольшие пространства (дом, офис, предприятие) — чем и оправдывают своё название. ЛВС может иметь как один, так и несколько уровней. Для построения многоуровневой локальной сети применяют специальное сетевое оборудование: маршрутизаторы, коммутаторы. Существует несколько способов объединения компьютеров и сетевого оборудования в единую компьютерную сеть: проводное (витая пара), оптическое (оптоволоконный кабель) и беспроводное (Wi-Fi, Bluetooth) соединения.

Топология локальной сети

Первое к чему нужно приступать при изучении основ функционирования компьютерных сетей, это топология (структура) локальной сети. Существует три основных вида топологии: шина, кольцо и звезда.

Линейная шина

Все компьютеры подключены к единому кабелю с заглушками по краям (терминаторами). Заглушки необходимы для предотвращения отражения сигнала. Принцип работы шины заключается в следующем: один из компьютеров посылает сигнал всем участникам локальной сети, а другие анализируют сигнал и если он предназначен им, то обрабатывают его. При таком взаимодействии, каждый из компьютеров проверяет наличие сигнала в шине перед отправкой данных, что исключает возникновения коллизий. Минус данной топологии — низкая производительность, к тому же, при повреждении шины нарушается нормальное функционирование локальной сети и часть компьютеров не в состоянии обрабатывать либо посылать сигналы.

Кольцо

В данной топологии каждый из компьютеров соединен только с двумя участниками сети. Принцип функционирования такой ЛВС заключается в том, что один из компьютеров принимает информацию от предыдущего и отправляет её следующему выступая в роли повторителя сигнала, либо обрабатывает данные если они предназначались ему. Локальная сеть, построенная по кольцевому принципу более производительна в сравнении с линейной шиной и может объединять до 1000 компьютеров, но, если где-то возникает обрыв сеть полностью перестает функционировать.

Звезда

Топология звезда, является оптимальной структурой для построения ЛВС. Принцип работы такой сети заключается во взаимодействии нескольких компьютеров между собой по средствам центрального коммутирующего устройства (коммутатор или свитч). Топология звезда позволяет создавать высоконагруженные масштабируемые сети, в которых центральное устройство может выступать, как отдельная единица в составе многоуровневой ЛВС. Единственный минус в том, что при выходе из строя центрального коммутирующего устройства рушится вся сеть или её часть. Плюсом является то, что, если один из компьютеров перестаёт функционировать это никак не сказывается на работоспособности всей локальной сети.

Что такое MAC-адрес, IP-адрес и Маска подсети?

Прежде чем познакомиться с основными принципами взаимодействия сетевых устройств, необходимо подробно разобрать, что такое IP-адрес, MAC-адрес и Маска подсети.

MAC-адрес — это уникальный идентификатор сетевого оборудования, который необходим для взаимодействия устройств в локальной сети на физическом уровне. MAC-адрес «вшивается» в сетевую карту заводом изготовителем и не подлежит изменению, хотя при необходимости это можно сделать на программном уровне. Пример записи MAC-адреса: 00:30:48:5a:58:65.

IP-адрес – это уникальный сетевой адрес узла (хоста, компьютера) в локальной сети, к примеру: 192.168.1.16. Первые три группы цифр IP-адреса используется для идентификации сети, а последняя группа для определения «порядкового номера» компьютера в этой сети. Если провести аналогию, то IP-адрес можно сравнить с почтовым адресом, тогда запись будет выглядеть так: регион.город.улица.дом. Изначально, использовались IP-адреса 4-ой версии (IPv4), но когда количество устройств глобальной сети возросло до максимума, то данного диапазона стало не хватать, в следствии чего был разработан протокол TCP/IP 6-ой версии — IPv6. Для локальных сетей достаточно 4-ой версии TCP/IP протокола.

Маска подсети – специальная запись, которая позволяет по IP-адресу вычислять адрес подсети и IP-адрес компьютера в данной сети. Пример записи маски подсети: 255.255.255.0. О том, как происходит вычисление IP-адресов мы рассмотрим чуть позже.

Что такое ARP протокол или как происходит взаимодействие устройств ЛВС?

ARP — это протокол по которому определяется MAC-адрес узла по его IP-адресу. Например, в нашей локальной сети есть несколько компьютеров. Один должен отправить информацию другому, но при этом знает только его IP-адрес, а для взаимодействия на физическом уровне нужен MAC-адрес. Что происходит? Один из компьютеров отправляет широковещательный запрос всем участникам локальной сети. Сам запрос, содержит IP-адрес требуемого компьютера и собственный MAC-адрес. Другой компьютер с данным IP-адресом, понимает, что запрос пришел к нему и в ответ высылает свой MAC-адрес на тот, который пришел в запросе. После чего собственно и инициализируется процесс передачи информационных пакетов.

Сетевой коммутатор и маршрутизатор (роутер)

Для согласования работы сетевых устройств используется специальное сетевое оборудование — коммутаторы и маршрутизаторы. Исходя из рассмотренного выше, важно понять простую истину — коммутаторы работают с MAC-адресами, а маршрутизаторы (или роутеры) с IP-адресами.

Коммутатор содержит таблицу MAC-адресов устройств локальной сети непосредственно подключенных к его портам. Изначально таблица пуста и начинает заполняться при старте работы коммутатора, происходит сопоставление MAC-адресов устройств и портов, к которым они подключены. Это необходимо для того, чтобы коммутатор напрямую пересылал информационные пакеты тем участникам локальной сени, которым они предназначены, а не опрашивал все устройства ЛВС.

Маршрутизатор также имеет таблицу, в которую заносит IP-адреса устройств на основе анализа локальной сети. Роутер может самостоятельно раздавать IP-адреса устройствам ЛВС благодаря протоколу динамического конфигурирования узла сети (DHCP). Таблица маршрутизации позволяет роутеру вычислять наикратчайшие маршруты для отправки информационных пакетов между различными узлами ЛВС. Данные узлы (компьютеры) могут находиться в любом сегменте многоуровневой сети невзирая на архитектуру той или иной подсети. К примеру, маршрутизатор связывает локальную сеть с глобальной (интернет) через сеть провайдера.

Пример маршрутизации

Допустим, в таблице маршрутизации есть такая запись:

Сеть	Маска	Интерфейс
192.168.1.0	255.255.255.0	192.168.1.96

Роутер получает пакет, предназначенный для хоста с IP-адресом 192.168.1.96, после чего начинает обход таблицы маршрутизации и обнаруживает, что при наложении маски подсети 255.255.255.0 на IP-адрес 192.168.1.96 вычисляется сеть с IP-адресом 192.168.1.0. Пройдя строку до конца роутер находит IP-адрес интерфейса 192.168.1.96, на который и отправляет полученный пакет.

Как происходит вычисление IP-адреса сети и компьютера?

Для вычисления IP-адреса сети используется маска подсети. Начнем с того, что привычная для наших глаз запись IP-адреса представлена в десятеричном формате (192.168.1.96). На самом деле, сетевое устройство данный IP-адрес видит, как набор нолей и единиц, то есть в двоичной системе исчисления (11000000.10101000.00000001.01100000). Так же выглядит и маска подсети (255.255.255.0 -> 11111111.11111111.11111111.00000000).

IP-адрес назначения	192.168.1.96	11000000 10101000 00000001 01100000
Маска подсети	255.255.255.0	11111111 11111111 11111111 00000000
IP-адрес сети	192.168.1.0	11000000 10101000 00000001 00000000

Что получается? Какой бы у нас не был IP-адрес назначения (к примеру 192.168.1.96 или 192.168.1.54) при наложении на него маски подсети (255.255.255.0) будет получаться один и тот же результат (192.168.1.0). Происходит это из-за поразрядного (побитного) сравнения записей (1х1 = 1, 1х0 = 0, 0х1 = 0). При этом IP-адрес компьютера берётся из последней группы цифр IP-адреса назначения. Также стоит учитывать, что из общего диапазона адресов, в рамках одной подсети, доступно будет на два адреса меньше, потому что 192.168.1.0 – является IP-адресом самой сети, а 192.168.1.255 – служебным широковещательным адресом для передачи общих пакетов запросов.

Что такое NAT?

В последнем пункте данной статьи, рассмотрим, что такое NAT. Как уже упоминалось ранее, маршрутизатор связывает между собой сети не только на локальном уровне, но и взаимодействует с сетью провайдера с целью получения доступа к сети интернет. Для пересылки пакетов во внешнюю сеть, роутер не может использовать IP-адреса компьютеров из локальной сети, так как данные IP-адреса являются «частными» и предназначены только для организации взаимодействия устройств внутри ЛВС. Маршрутизатор имеет два IP-адреса (внутренний и внешний), один в локальной сети (192.168.1.0), другой (к примеру 95.153.133.97) ему присваивает сеть провайдера при динамическом распределении IP-адресов. Именно второй IP-адрес роутер будет использовать для отправки и получения пакетов по сети интернет. Для реализации такой подмены и был разработан NAT.

NAT (Network Address Translation) — механизм преобразование сетевых адресов, является частью TCP/IP-протокола.

Принцип NAT заключается в следующем: при отправке пакета из ЛВС маршрутизатор подменяет IP-адрес локальной машины на свой собственный, а при получении производит обратную замену и отправляет данные на тот компьютер, которому они и предназначались.

Мини-тест: «Локальная сеть»

Лимит времени: 0

Информация

Онлайн тест на проверку знаний основ функционирования компьютерных сетей.

Вы уже проходили тест ранее. Вы не можете запустить его снова.

Тест загружается…

Вы должны войти или зарегистрироваться для того, чтобы начать тест.

Вы должны закончить следующие тесты, чтобы начать этот:

Правильных ответов: 0 из 5

Ваше время:

Время вышло

Вы набрали 0 из 0 баллов (0)

Средний результат
Ваш результат

1. С ответом
2. С отметкой о просмотре

Что такое локальная сеть LAN (ЛВС — создание и настройка)

Сетевые технологии всё сильнее и сильнее внедряются в наши дома и квартиры. Сейчас практически в каждом доме, где подведён проводной Интернет, установлен Wi-Fi маршрутизатор или простой свитч, который является центром домашней сети. Люди активно ей пользуются, передают файлы с компьютера на планшет, с телефона на телевизор и т.п. и при этом даже порой не в курсе — а что вообще такое локальна сеть и как она работает.
Основополагающим стоит считать термин Локальная компьютерная сеть — это коммуникационная система, связывающая между собой компьютеры и иную вычислительную технику. Она может быть проводная, беспроводная и смешанная в зависимости от используемой технологии. 

Зачем нужна локальная сеть?!

На самом деле, возможностей, которые предоставляют сети для пользователей значительно больше. Я перечислю только самые основные плюсы:

1. Самая главная возможность, для которой изначально локалка и создавалась — передача файлов и обмен ими. Она позволяет перекидывать между устройствами фильмы, музыку и иной контент. Причём объём передаваемой информации может варьироваться от незначительного до очень большого. Причём существующие технологии делают возможным воспроизведение фильмов и музыки удалённо, без необходимости скачивания. Например, установив и настроив DLNA-сервер на компьютере Вы легко можете просматривать имеющиеся на нём фильмы и видеоролики на Смарт-ТВ телевизоре.

2. Совместное использование сетевых устройств — принтеров, сканеров, CD/DVD-приводов, дисковых накопителей NAS.

3. Объединение имеющихся компьютеров, ноутбуков, планшетов и смартфонов в единую коммуникационную систему. При этом используемые на них операционные системы не имеют значения — Windows, Android, Linux или iOS. Немаловажной является и возможность организации удалённого управления устройствами.

4. Сетевые игры и развлечения, организация общения (в том числе голосовых и видео-конференций).

5. Организация совместного доступа в Интернет для всех подключенных клиентов.

Как создать локальную сеть?!

Самый распространённый и стандартный способ, который актуален уже 3-й десяток лет — это соединение компьютеров с помощью обычной витой пары. По структуре она напоминает многожильный телефонный кабель. Он может иметь 8 или 4 медных жилы, перевитых друг с другом, и покрыт хорошей плотной изоляцией из поливинилхлорида (ПВХ). Четырёхжильный кабель обеспечивает скорость соединения до 100 Мбит/с. в обычном режиме, либо до 200Мбит/с. в режиме full-duplex. Восьмижильный — позволяет при использовании соответствующего оборудования развить скорость до 1 Гигабита в секунду (1000 Мбит/с) — так называемый Gigabit Ethernet.

Витая пара бывает простая (неэкранированная) и экранированная, которая используется обычно на улице и имеет дополнительно защитный экран, по структуре и свойствам напоминающий фольгу.

Примечание:
Раньше для создания локальных сетей использовался коаксиальный кабель (Coaxial), который представляет собой центральный проводник, покрытый слоем изолятора в медной или алюминиевой оплетке и внешней ПВХ изоляцией. Его сейчас активно применяют для соединения спутниковых тарелок с ресиверами и ТВ-антенн с телевизорами. Кабель достаточно сильно подвержен электромагнитным наводкам. Максимальная скорость передачи данных — 10 Мбит. Думаю понятно, почему от него в итоге отказались.
В скором времени, я думаю в течение ближайших 10 лет, произойдёт переход на оптическое волокно. Это более сложная, дорогая в строительстве и эксплуатации технология, о которой я подробно рассказывал здесь — Что такое оптоволокно.

Для соединения двух компьютеров понадобиться только сам кабель и пара коннекторов, которые надо правильно обжать в патч-корд.

Само-собой подразумевается, что на этих ПК должна быть установлена сетевая карта. Хотя сейчас с этим как раз проблем нет — последние лет 15 все материнские платы идут уже с интегрированным сетевым контроллером.
Если же компьютеров несколько, то минимум понадобиться ещё и сетевой коммутатор или, как его ещё называют, «свитч». Лет 10 назад для этого использовались более простые девайсы — концентраторы или хабы. Но от их использования уже давно отказались. При прокладке кабеля стоит учитывать, что нормальная скорость и стабильная работа гарантируется на расстоянии до 100 метров (до 150-180 на очень хороших адаптерах). На моей практике была линия почти в 250 метров. Она действительно работала и относительно неплохо. Правда скорость была менее 10 мегабит.

Чтобы сделать беспроводную локальную сеть WLAN понадобиться точка доступа Wi-Fi и беспроводные сетевые адаптеры для клиентов. Главный её плюс — отсутствие проводов. Минус — в 2-3 раза ниже скорость, чем у проводного соединения, а радиус работы при этом как-правило 30-50 метров. При использовании повторителей (репитеров) зона покрытия увеличивается. Для соединения двух компьютеров можно использовать BlueTooth-адаптеры, но это уже экзотический способ, который стоит использовать только в крайних ситуациях.

Если рассматривать самый простой сегмент — дом, квартира или небольшой офис — то там для организации локальной сети оптимальнее всего

использовать WiFi-роутер. Он уже в себе совмещает сетевой коммутатор и беспроводную точку доступа. Таким образом Вы сможете подключить все имеющиеся устройства и организовать для них доступ в Интернет.

Как настроить локальную сеть?!

Для того, чтобы Ваша локалка работала, мало будет просто соединить все устройства, необходима грамотная и правильная настройка. Если «сердцем» Вашей сети является Вай-Фай роутер, то все заботы по конфигурированию он берёт на себя благодаря встроенному DHCP-серверу. На компьютерах клиентах необходимо только проверить, чтобы в настройках протокола Интернета версии 4 (TCP/IPv4) стояли галочки автоматического получения IP и адресов DNS-серверов:

Если же маршрутизатора у Вас нет и компьютеры подключены через свитч, то нужно прописывать IP-адреса вручную. В этом Вам поможет инструкция как настроить сеть между компьютерами в Windows 7 и Windows 8. Она будет актуальная как для проводного соединения, так и для сети WiFi.

Как играть по сети?!

Большинство современных компьютерных игр имеют возможность сетевого геймплея, а некоторые рассчитаны только на сетевое использование. В самом простейшем случае для игры по локальной сети один из участников создаёт сервер, а остальные участники к нему подключаются введя IP-адрес в настройках мультиплеера. Так, например, устроена всем известная игра Counter Strike и Battlefield. В некоторых случаях сервер запускается отдельно от игры (иногда для этого даже выделен отдельный компьютер).

ЛВС — что это такое, расшифровка, для чего нужна и что входит в ЛВС?

ЛВС (LAN) — в расшифровке «Локальная Вычислительная Сеть» (Local Area Network) обозначает соединение при помощи проводной или беспроводной связи вычислительных устройств с размещением в ограниченном (то есть локальном) территориальном пространстве.

Вот, что входит в состав ЛВС:

• компьютеры,
• серверы,
• кабели соединительные,
• маршрутизаторы,
• модемы,
• коммутаторы,
• дополнительное оборудование (принтеры, системы резервного копирования и так далее),
• программное обеспечение для настройки и сетевые протоколы.

Для чего нужна ЛВС?

Локальная сеть (ЛВС) нужна для совместного использования ресурсов (принтер, файловое хранилище, обмен данными, общий доступ в Интернет и другие). Система масштабируется и настраивается, как для двух-трёх пользователей в домашних условиях, так и для нескольких тысяч рабочих столов в крупных организациях, когда соединение выполняется не только в офисе, но и между несколькими зданиями (например, в научных лабораториях или штаб-квартирах корпораций).

Сеть ЛВС: всё, что нужно знать

Для построения локальной вычислительной сети дома, в офисе или на большом предприятии, потребуются коммутационные устройства с десятком типов назначений от усиления сигнала до обеспечения безопасности данных внутри ЛВС. Системный администратор занимается её обслуживанием, настройкой, поддержанием работоспособности и расширением при необходимости.

1. Данные доступны всем пользователям сети

   Не нужно бегать с флешками от компьютера к компьютеру, загружать данные в файлообменники в Интернете или «перекидывать» документы через «Вайбер» — все данные доступны компьютерам внутри ЛВС.

2. Совместная работа удалённо

   Управление документами и программными средствами возможно с нескольких компьютеров одновременно с высокой степенью безопасности, надёжным соединением и инструментами коммуникации (обмена сообщениями).

3. Периферийное оборудование доступно всем

   С офисным оборудованием проще работать через ЛВС, когда легко распечатать документы в соседнем помещении или получить изображение со сканера в другом здании.

4. Совместный и защищённый доступ в Интернет

   В ограниченной ЛВС больше возможностей защиты пользовательских данных от внешних ИТ-угроз при общем использовании интернет-ресурсов.

5. Удалённое администрирование компьютеров

   Управление программным обеспечением, сервером и рабочими столами на разных операционных системах (Windows, Linux, Mac) возможно из одной точки при отсутствии потребности в физическом вмешательстве в функционирование оборудования.

Для монтажа, подключения и настройки ЛВС привлекаются квалицированные специалисты. Они способны построить современную и даже автоматизированную ЛВС класса «Интернет Вещей», когда множество устройств одной сети от кондиционера до сервера и от смартфона до датчика дыма управляются системно.

Монтажник ЛВС — кто это?

Специалист по прокладке кабелей, установке оборудования и настройки должен учитывать сотни условий, в которые входят порой совершенно неожиданные пункты. Например, для решения проблемы максимальной длины кабеля ЛВС (100 метров) используются усилители сигнала, а для обеспечения высокой надёжности связи учитываются резервные каналы передачи данных и даже вероятность затопления помещения.

При установке ЛВС монтажник выполняет свод правил:
• Анализирует помещения
• Проектирует финальную систему
• Выбирает оптимальное оборудование
• Прокладывает кабельные телекоммуникации (даже для беспроводной сети)
• Настраивает оборудование
• Запускает сеть и тестирует её

При отсутствии навыков или профессионализма монтажник рискует неправильно спроектировать локальную сеть и создать прецедентны для возникновения ошибок. Например, появляется ошибка «кабель ЛВС отсоединен» — это лишь простейший пример низкой надёжности системы, когда обжимка кабеля или коммутации проложены некачественно. Если в домашних условиях самостоятельный монтаж ещё допустим, то на предприятиях неприятности с оборудованием чреваты значительными убытками.

Организация ЛВС в ZEL-Услуги

Обратитесь в компанию ИТ-аутсорсинга для дальнейшей экспертной поддержки и консультации по этой теме и любым другим техническим вопросам.

Идеальная локальная сеть / Habr

Стандартная локальная сеть в её нынешнем (усреднённо) виде окончательно сформировалась много лет назад, на чём её развитие и остановилось.

С одной стороны, лучшее – враг хорошего, с другой – стагнация тоже не слишком хорошо. Тем более, что при ближайшем рассмотрении современная офисная сеть, позволяющая выполнять почти все задачи обычного офиса, может быть построена дешевле и быстрее, чем это принято считать, а ее архитектура при этом станет проще и масштабируемее. Не верите? А давайте попробуем разобраться. И начнём с того, что считается правильной прокладкой сети.

Что такое СКС?

Любая структурированная кабельная система (СКС) как конечный элемент инженерной инфраструктуры реализуется в несколько этапов:

• проектирование;
• собственно, монтаж кабельной инфраструктуры;
• монтаж точек доступа;
• монтаж точек коммутации;
• пусконаладочные работы.

Проектирование

Любое большое дело, если хочешь сделать его хорошо, начинается с подготовки. Для СКС такой подготовкой является проектирование. Именно на данном этапе учитывается, сколько рабочих мест нужно обеспечить, какое количество портов необходимо разместить, какой потенциал по пропускной способности заложить. На данном этапе необходимо руководствоваться стандартами (ISO/IEC 11801, EN 50173, ANSI/TIA/EIA-568-A). Фактически, именно на этом этапе определяются граничные возможности создаваемой сети.

Кабельная инфраструктура

На данном этапе прокладываются все кабельные магистрали, обеспечивающие передачу данных по локальной сети. Километры медного кабеля симметричной парной скрутки. Сотни килограммов меди. Необходимость монтажа кабельных коробов и лотков – без них строительство структурированной кабельной системы невозможно.

Точки доступа

Для обеспечения рабочих мест выходом в сеть, закладываются точки доступа. Руководствуясь принципом избыточности (один из важнейших при строительстве СКС), такие точки закладываются в количестве, превышающем минимально необходимое количество. По аналогии с электрической сетью: чем больше розеток — тем более гибко можно использовать пространство, на территории которого расположена такая сеть.

Точки коммутации, ПНР

Далее монтируются основные и, как вариант исполнения, промежуточные точки коммутации. Размещаются стойки/телеком-шкафы, маркируются кабели и порты, происходит подключение внутри точек консолидации и в кроссовом узле. Составляется журнал коммутации, который в дальнейшем актуализируется на протяжении всего срока жизни кабельной системы.

Когда все этапы монтажа завершены, производится тестирования всей системы. Кабели подключаются к активному сетевому оборудованию, поднимается сеть. Проверяется соответствие заявленной для данной СКС частотной полосы пропускания (скорости передачи), прозваниваются запроектированные точки доступа и проверяются все прочие, важные для работы СКС, параметры. Все выявленные недостатки устраняются. Только после этого, сеть передаётся заказчику.

Физическая среда для передачи информации готова. А что дальше?

Что «живёт» в СКС?

Раньше по кабельной инфраструктуре локальной сети передавались данные самых разных систем, замкнутые на свои технологии и протоколы. Но зоопарк технологий давно помножен на ноль. И сейчас в «локалке» остался, пожалуй, только Ethernet. Телефония, видео с камер наблюдения, пожарная сигнализация, охранные системы, данные счётчиков ресурсов коммунальных услуг, СКУД и «умный домофон», в конце концов – всё это теперь идёт поверх Ethernet.

«Умный» домофон, СКУД и устройство удалённого контроля SNR-ERD-PROject-2

Оптимизируем инфраструктуру

И возникает вопрос: при непрерывном развитии технологий, все ли части традиционной СКС нам по-прежнему нужны?

Коммутация аппаратная и программная

Пора признать очевидную, в общем-то, вещь: аппаратная коммутация на уровне кроссов и патчкордов изжила себя. Все давно делается VLAN-портами, и админы, перебирающие провода в шкафах при любом изменении в структуре сети – это атавизм. Пора сделать следующий шаг и просто отказаться от кроссов и патчкордов.

И вроде бы мелочь, но если вдуматься, пользы от этого шага будет больше, чем от перехода на кабель следующей категории. Судите сами:

• Вырастет качество физической среды передачи сигнала.
• Увеличится надёжность, ведь мы убираем из системы два механических контакта из трех (!).
• Как следствие, увеличится дальность передачи сигнала. Не принципиально, но всё-же.
• В шкафах внезапно освободится место. И порядка там, кстати, будет намного больше. А это уже экономия средств.
• Стоимость убираемого оборудования невелика, но если учесть весь масштаб оптимизации, может тоже набраться неплохая сэкономленная сумма.
• Если коммутации с кроссовой разбивкой не будет, можно обжимать клиентские линии сразу под RJ-45.

Что получается? Мы упростили сеть, удешевили её, и притом она стала менее глючной и более управляемой. Сплошные плюсы!

А может быть, тогда, ещё что-нибудь выбросить? 🙂

Оптоволокно вместо медной жилы

А зачем нам километры витой пары, когда весь объём информации, который идёт по толстому пучку медных проводов, может спокойно передаваться по оптическому волокну? Давайте поставим в кабинете 8-портовый коммутатор с оптическим аплинком и, например, поддержкой PoE. От шкафа до кабинета — одна оптоволоконная жила. От коммутатора до клиентов — разводка медью. При этом, IP-телефоны или камеры наблюдения можно обеспечить сразу и питанием.

При этом, убирается не только масса медного кабеля в красивых решётчатых лотках, но и экономятся те средства, которые необходимы на прокладку всего этого, традиционного для СКС, великолепия.

Правда, такая схема несколько противоречит представлению о «правильном» размещении оборудования в одном месте, а экономия на кабеле и многопортовых коммутаторах с медными портами уйдёт на закупку небольших коммутаторов с PoE и оптикой.

На клиентской стороне

Кабель на стороне клиента появился ещё в те времена, когда беспроводные технологии выглядели скорее игрушкой, чем реальным рабочим инструментом. Современная «беспроводка» легко даст скорости не меньше, чем обеспечивает сейчас кабель, но позволит отвязать компьютер от фиксированного соединения. Да, эфир не резиновый, и бесконечно забивать его каналами не получится, но, во-первых, расстояние от клиента до точки доступа может быть совсем небольшим (офисные потребности это позволяют), а во-вторых, существуют уже технологии нового типа, использующие, например, оптическое излучение (например, так называемый Li-Fi).

При требованиях по дальности в пределах 5-10 метров, чтобы хватало для подключения 2-5 пользователей, точка доступа может вполне поддерживать гигабитный канал, стоить при этом совсем недорого и быть абсолютно надёжной. Это позволит избавить конечного пользователя от проводов.

Оптический коммутатор SNR-S2995G-48FX и гигабитный беспроводной роутер, соединенные оптическим патчкордом

В недалеком будущем такую возможность обеспечат устройства, работающие в миллиметровом диапазоне ( 802.11ad/ay), ну а пока, пусть и с меньшими, но все же избыточными для офисных сотрудников, скоростями, это реально сделать на базе стандарта 802.11ac.

Правда, в этом случае изменяется подход к подключению устройств вроде IP-телефонов или видеокамер. Во-первых, им придётся предоставлять отдельное питание через БП. Во-вторых, эти устройства должны поддерживать работу с Wi-Fi. Впрочем, никто не запрещает на первое время оставлять в точке доступа некоторое количество медных портов. Хотя бы, для обратной совместимости или непредвиденных нужд.

Как пример, беспроводной маршрутизатор SNR-CPE-ME2-SFP, 802.11a/b/g/n, 802.11ac Wave 2, 4xGE RJ45, 1xSFP

Следующий шаг логичен, правда?

Не будем останавливаться на достигнутом. Подключим точки доступа оптоволоконным кабелем с полосой пропускания, скажем, 10 гигабит. И забудем про традиционные СКС, как про дурной сон.

Схема становится простой и изящной.

Вместо нагромождений шкафов, и лотков, забитых медным кабелем, ставим маленький шкаф, в котором «живёт» коммутатор с оптическими «десятками» на каждые 4-8 пользователей, и тянем оптоволокно до точек доступа. Если надо, для старого оборудования здесь же можно разместить какие-то дополнительные «медные» порты – они никак основной инфраструктуре мешать не будут.

Что такое локальная сеть (LAN)

Локальная сеть (LAN) – это группа компьютеров и других устройств, которые соединены друг с другом по сети и находятся в одном и том же месте – как правило, в одном здании, например, в офисе или дома. Но давайте посмотрим поближе.

Что такое LAN

Из самого названия «локальная сеть» мы можем понять две вещи – устройства на ней являются сетевыми, и они являются локальными. Типичные сети LAN ограничены малой областью – обычно одно здание, но это необязательное требование. Эта область может быть вашим домом или малым бизнесом, и она может содержать только несколько устройств. Это также может быть гораздо более обширная область – всё офисное здание, которое содержит сотни или тысячи устройств.

Независимо от размера, единая определяющая характеристика локальной сети заключается в том, что она соединяет устройства, которые находятся в одной ограниченной области.

Преимущества использования локальной сети те же, что и наличие любых устройств в сети. Эти устройства могут совместно использовать одно подключение к интернету, обмениваться файлами друг с другом, печатать на общих принтерах и т.д.

На больших локальных сетях Вы также найдете выделенные серверы, на которых размещаются такие службы, как глобальные пользовательские каталоги, электронная почта и доступ к другим общим ресурсам компании.

Какие технологии используют в локальной сети

Типы технологий, используемых в локальной сети, действительно зависят от количества устройств и услуг, предоставляемых в сети. Два основных типа соединений, используемых на современных LANs – независимо от размера – несколько кабелей Ethernet и Wi-Fi.

На типичной домашней или небольшой офисной локальной сети вы можете найти модем, который обеспечивает подключение к интернету, маршрутизатор, который позволяет другим устройствам делиться этой связью и соединяться друг с другом, и Wi-Fi точка доступа, которая позволяет устройствам объединяться в сеть без проводов.

Иногда эти функции объединяются в одно устройство. Например, многие интернет-провайдеры предоставляют комбинированное устройство, которое служит модемом, маршрутизатором и беспроводной точкой доступа. Иногда можно также найти устройства, называемые коммутаторами, которые позволяют разделить одно подключение Ethernet на несколько точек подключения.

На больших локальных сетях, как правило, Вы найдёте те же виды сетевого оборудования, только в гораздо большем масштабе – как с точки зрения количества используемых устройств, так и с точки зрения их мощности.

Профессиональные маршрутизаторы и коммутаторы, например, могут обслуживать намного больше одновременных соединений, чем их домашние аналоги, и обеспечивают более надежную защиту и мониторинг, а также позволяют немного больше настраивать.

Точки доступа Wi-Fi профессионального уровня часто позволяют управлять многими устройствами из одного интерфейса и обеспечивают лучший контроль доступа.

Что такое WANs and MANs

Сети с широким пространством (WAN) и городские сети (MANs) на самом деле очень похожи. Все они несколько пересекаются, и ни имеют четко различия. По сути, это сети, которые соединяют вместе несколько локальных сетей.

Для людей, которые любят различия, MAN – это сеть, состоящая из нескольких локальных сетей, которые соединены вместе через высокоскоростные соединения и все они расположены в одном городе или регионе. WAN также состоит из нескольких локальных сетей, но имеет площадь больше одного города и может быть соединена различными типами технологий, включая интернет.

Для классического примера WAN подумайте о компании, которая имеет филиалы в трёх разных местах по всей стране (или миру). Каждое место имеет свою собственную локальную сеть. Эти LAN соединены вместе как часть той же общей сети. Может быть, они подключены через выделенные, частные соединения, или, может быть, они соединены вместе через интернет.

На самом деле, сам Интернет – это самый большой в мире WAN, соединяющий вместе многие тысячи LAN по всему миру.

Локальная сеть | Создание домашней сети своими руками: WLAN, LAN и Powerline

Для неопытных пользователей создать локальную сеть дома достаточно проблематично, но лишь правильная комбинация устройств позволит пользоваться всеми достоинствами сетей WLAN, LAN и Powerline, избегая их недостатков.

Локальная сеть с использованием 3-х технологий

Грамотно построенная локальная домашняя сеть позволит транслировать фильм с ноутбука или ПК на телевизор, одновременно использовать медиаплеер в соседней комнате и использовать мобильные устройства членами вашей семьи. Для достижения этой цели необходимо добиться бесперебойности беспроводной сети, стабильной скорости передачи данных в связке Powerline  адаптеров или упрятать сетевой кабель так, чтобы про него никто не вспоминал. Давайте приступим к созданию быстрой и хорошо сконфигурированной домашней сети.

Методы достижения оптимальной скорости

Создание идеальной домашней сети сопровождается комбинированием 3 технологий: WLAN, LAN и Powerline, используя сильные стороны каждой из них. Применяя в сети современное wi-fi оборудование вы сможете получить высокую и стабильную скорость беспроводного соединения и исключите использование провода.

ОРГАНИЗАЦИЯ ДОМАШНЕЙ СЕТИ

Беспроводная сеть

Оптимальные расположение и конфигурация wi-fi роутера увеличат скорость работы всех устройств. Новые модели с поддержкой стандарта 802.11 ас можно использовать в качестве быстрых радиомостов.

Оптимальное расположение wi-fi роутера. Разместите ваш беспроводной маршрутизатор с активированным WLAN так, чтобы он находился четко посередине между всеми устройствами, которые вы хотите подключить по беспроводной сети. Теперь вы можете протестировать сетевое покрытие в квартире с помощью уста­новленной на ПК или ноутбуке утилиты Ekahau Heat Mapper. Сперва обойдите область, которую нужно измерить, и подумайте, как нанести план на сетку программы Heat Mapper. Перейдите в начальную точку и начните составление карты покрытия. После каждого шага на сетке помечайте ваше месторасположение. Закончив составление карты, щелкните ПКМ. На сетке наведите курсор на иконку роутера, чтобы просмотреть распределение сигнала WLAN. Если вы увидите зоны желтого и оранжевого цвета, то вам понадобиться усилить сигнал с помощью моих рекомендаций. Стоит следовать правилу: чем выше стоит роутер в комнате и чем дальше он расположен от стен, тем меньше помех возникает при передаче сигнала. Для установки прекрасно подойдут высокие шкафы и полки.

Использование и настройка роутера стандарта 802.11 ac. Существенного увеличения радиуса действия и скорости работы сети WLAN позволит получить новый роутер с поддержкой стандарта 802.11 ас (например, Netgear R6300, о модели Netgear 6200 вы можете прочитать здесь), обладающий оптимальным соотношением цена/качество. Быстрый доступ в веб-интерфейс роутера обеспечивается по адресу http://routerlogin.com. Настройте роутер с помощью Мастера установки так, чтобы он создал интернет-соединение, используя настройки вашего провайдера. Если у вас есть старый маршру­тизатор, соедините интернет-порт нового роутера и LAN-порт вашего старого модема/маршрутизатора. Мастер установки сам подключится к Интернет.

Беспроводная домашняя сеть

Мосты стандарта AC. Соединение WLAN между двумя ас-роутерами достаточно быстрое, чтобы включить в домашнюю сеть телевизор и ТВ-ресивер. Для этого настройте второй маршру­тизатор как «мост» — Bridge. В случае с Netgear R6300 в разделе «Расширенный режим — Дополнительные настройки — Настройки беспроводной сети» веб-интерфейса поставьте флажок перед «Использовать другой рабочий режим», выберите «Включить режим моста» и нажмите на «Настроить параметры беспроводной сети в режиме моста». В появившемся окне выберите сеть «ас», введите ее название и пароль WLAN к первому роутеру.

Настройка второй точки доступа. Если вы хотите обеспечить и на другом этаже беспроводную сеть по стандарту 802.11 ас и подключить второй роутер к первому с помощью кабеля LAN (патчкорд), вместо режима моста активируйте «Включить режим точки доступа». В этом случае клиенты второго маршрутизатора будут интегрированы в сеть первого.

Сеть Powerline

Powerline адаптеры пересылает сетевые данные через линии электропередачи. Чтобы обеспечить на­дежную и быструю работу сети воспользуйтесь нижеуказанными советами.

Подключение адаптера. Вместо одного кабеля LAN сеть Powerline использует два адаптера, которые отправляют данные через электросеть. Для начала подключите кабель LAN, исходящий, к примеру, от роутера, к адаптеру Powerline и вставьте в розетку. Второй адаптер вставьте в другую розетку, соединенную с той же коробкой предохранителей. Ко второму переходнику подключите с помощью кабеля LAN компьютер. LAN-коммутатор или другое сетевое устройство.

Скорость Powerline сети. Вопреки заявлениям производителей, сеть Powerline работает не быстрее, чем WLAN стандарта 802.11 n. Стены и перегородки между этажами практически не снижают производительность, зато на скорость и надежность соединения влияют помехи, например от работающих компрессоров холодильника. Протестировать ваше соединение можно с помощью программной утилиты dLAN Cockpit, которая помимо результатов измерения скорости предоставляет советы по ее повышению: по возможности используйте адаптеры Powerline в отдельных стенных розетках, а другие приборы подключайте через гнездо адаптера, оснащенное фильтром, а не к соседним стенным розеткам.

Сеть на основе адаптеров Powerline

Соединение нескольких Powerline Адаптеров. Для того чтобы взаимо­действие адаптеров Powerline было надежно зашифровано, их необходимо «спарить», то есть связать. Не позднее чем через две минуты после подключения адаптеров нажмите на кнопку «Pair» и удерживайте ее в течение секунды. Если адаптеры будут исполь­зоваться на значительном расстоянии друг от друга, сначала установите соединение между ними на многоконтактной розетке (удлинителе), а затем разместите их там, где необходимо.

Сеть Powerline для расширения WLAN. Наряду с обычными адаптерами Powerline существуют переходники со встроенным хот-спотом Wi-Fi, позволяющим улучшить прием WLAN в отдаленных уголках квартиры. Для этого соедините обычный адаптер Powerline с LAN-портом вашего основного роутера. Там, где требуется сигнал WLAN, подключите адаптер Powerline Wi-Fi. Настроить Powerline адаптер можно через специальную утилиту dLAN Cockpit.

Организация проводной сети (LAN)

Подключение коммутатора. Сеть Gigabit Ethernet (1000 Мбит/с) будет лучшим решением для дома, но 4 порта wi-fi роутера может быть недостаточно. Для добавления портов используйте коммутатор (например, D-Link DGS-1005D), чтобы разгрузить роутер, но имейте в виду, что соединение между роутером и коммутатором занимает на каждом устройстве по одному порту. Подключать к GIGABIT ETHERNET необходимо те устройства, которые должны быстро взаимодействовать друг с другом, например компьютер и домашний сервер. Uplink-соединение с роутером и Интернетом можно осуществить через сеть Powerline или более медленный, но легко прокладываемый плоский кабель.

Что такое Uplink соединение — это соединение в сети компьютеров, от устройства или маленькой локальной сети к большой локальной сети.

Структура локальной сети (LAN).  При использовании двух коммутаторов есть 2 варианта:

• подключить оба устройства напрямую к маршрутизатору
• для преодоления больших расстояний, соедините один коммутатор с другим, так как между двумя коммутаторами может лежать кабель длиной до 100 метров.

Сеть LAN на основе Gigabit Ethernet

Подключение розетки RJ-45. Для подключения кабеля вам могут понадобятся розетки для установки в стену с разъемами стандарта RJ-45 LAN, давайте рассмотрим способ подключения.

Штырьковые выводы подписаны цифрами от 1 до 8. Соедините их с жилами, помеченными цветом, следующим образом:

• 1 — оранжево-белый, 2 — оранжевый, 3 — зелено-белый, 4 — синий.
• 5    — сине-белый, 6 — зеленый, 7 — коричнево-белый, 8 — корич­невый.

На выводах предусмотрены острые кромки, в которые лучше всего вставлять кабель с помощью прижимного инструмента до тех пор, пока кромки не прорежут изоляцию, не обеспечат контакт и не отрежут конец кабеля. Перед установкой розетки проверьте соединение.

Подключение HDMI кабеля

Как удлинить HDMI? В отличие от кабелей LAN провода интерфейса HDMI рекомендуется использовать не длиннее 15 метров. Выходом из ситуации будет удлинитель — например HD0005 от LogiLink, который передает HDMI-сигнал через LAN-кабель длиной до 30 метров. Однако для высокой скорости передачи данных требуются два таких кабеля. Подключите адаптер с надписью «Sender» к порту HDMI устройства-источника (например, ноутбука или проигрывателя Blu-ray). Соедините Ethernet- разъемы «DDC» и «TMDS» адаптера с одноименными портами адаптера «Receiver» и вставьте его в необходимое устройство.

Передача HDMI сигнала по беспроводной сети. HDMI- удлинитель Belkin Screencast AV4 поможет расположить устройства (проигрыватель Blu-ray,ТВ-ресивер и игровую консоль) рядом с телевизором или проектором и позволит поставить их в удобное место. Данное устройство передает изображение в формате Full HD и объемный звук по радиосвязи в приемник телевизора. При этом он принимает сигналы от инфракрасных пультов ДУ и направляет их к устройствам-источникам. Аудио- и видеоустройства могут находиться на расстоянии до 30 метров и даже в другой комнате.

Локальная сеть — что это? Топологии и виды локальных сетей

Локальная сеть или точнее сказать локальная вычислительная сеть (ЛВС) — это компьютерная сеть, которая объединяет сетевые устройства между собой, такие как серверы, компьютеры, принтеры, видеокамеры, смартфоны и другие. ЛВС (LAN — Local Area Network).

Локальную вычислительную сеть еще называют местной вычислительной сетью, так как она служит для объединения сетевых устройств в небольшую группу. Объединение сетевых устройств может осуществляться не только с помощью кабелей, но и с помощью беспроводных технологий.

Назначение ЛВС

Объеденение сетевых устройств — вот ее главное предназначение. С помощью ЛВС пользователи могут обмениваться данными, подключаться к общим принтерами и распечатывать документы, хранить данные на общем сервере или на своем компьютере, с возможностью доступа к ним других пользователей ЛВС.

Объем ЛВС

Как правило, локальная вычислительная сеть распространяется на офис, дом, помещение или здание. ЛВС может объединить даже несколько зданий, однако, если использовать витую пару для объединения зданий, расстояние (длина кабеля) не должно превышать 100 метров. Иначе могут возникнуть задержки в передачи данных. Витую пару редко преминяют для соединения двух и более зданий в одну ЛВС. Чаще всего, для выполнения этой задачи используют оптический кабель и соответствующее оборудование.

Виды ЛВС

Одноранговая локальная сеть

Одноранговую локальную сеть применяют для объединения небольшого количество компьютеров (до 10 штук). При одноранговой локальной сети, каждый пользователь своего компьютера принимает решение о доступе к данным для других пользователей сети. Такую ЛВС еще называют равноправной.

Локальная сеть на основе сервера

Это более распрастраненный вид ЛВС, более производительный и надежный. Сервером может служить как обычный компьютер, так и специальный, характеристики и програмное обеспечение которого предназначены специально для этих целей. Сервер может выполнять массу функций: хранить в себе данные пользователей ЛВС, назначать права и ограничивать доступ пользователям, при передачи сообщений определять оптимальные маршруты и многое другое.

Топология/структура ЛВС

Топология локальной вычислительной сети определяет структуру, то как компьютеры будут соединяться друг с другом.

1. Шина — это последовательное соединение компьютеров в сеть, с помощью общего кабеля.

2. Звезда — это параллельное соединение компьютеров. Каждый компьютер подсоединяется кабелем к одному устройству — концентратору или хабу.

3. Кольцо — компьютеры соединены кабелем в неразрывное кольцо. Выход из строя любого компьютера или обрыв кабеля — приведет к неработоспособности ЛВС.

4. Смешанная — в такой сети объединяются различные топологии сетей, что снижает вероятность сбоя. Смешанная топология сети преобладает в крупных ЛВС.

Локальная вычислительная сеть применяется повсюду, в офисах и жилых домах/квартирах. Помимо своих основных функций, ЛВС, еще предоставляет пользователям доступ в глобальную вычислительную сеть, с помощью роутера или маршрутизатора.