Проектирование локальной сети
- Лабораторная работа № 2. Проектирование локальной сети
Куляпин Дмитрий АСОИР-101
Цель работы: Изучить основные виды, преимущества и недостатки сетевые топологии, их, наиболее распространенные типы сетей, виды и методы доступа к среде передачи данных, сетевые архитектуры.
- В чем заключается различие между физическими и логическими связями?
Физической топологии, т. е. способа размещения компьютеров, сетевого оборудования и их соединения с помощью кабельной инфраструктуры, и логической топологии – структуры взаимодействия компьютеров и характера распространения сигналов по сети.
- Каковы преимущества и недостатки конфигурации «звезда»? В каких локальных сетях она применяется?
К мощному центральному компьютеру подключались все остальные абоненты сети. В такой конфигурации все потоки данных шли исключительно через центральный компьютер; он же полностью отвечал за управление информационным обменом между всеми участниками сети.
надежность – подключение к центральному концентратору и отключение компьютеров от него никак не отражается на работе остальной сети; обрывы кабеля влияют только на единичные компьютеры.
защищенность – концентрация точек подключения в одном месте позволяет легко ограничить доступ к жизненно важным объектам сети.
легкость при обслуживании и устранении проблем – все компьютеры и сетевые устройства подключаются к центральному соединительному устройству, что существенно упрощает обслуживание и ремонт сети.
Недостатки: большой расход кабеля, должна быть высокая надёжность центрального элемента.
- Каковы преимущества и недостатки топологии «кольцо»? В каких локальных сетях она применяется?
Поскольку у кабелей в этой сети нет свободных концов, терминаторы здесь не нужны.
Каждый из компьютеров выступает в роли повторителя, усиливая сигнал, что позволяет строить сети большой протяженности.
Из-за отсутствия столкновений топология обладает высокой устойчивостью к перегрузкам, обеспечивая эффективную работу с большими потоками передаваемой по сети информации.
Недостатки сетей с топологией «кольцо»: сигнал в «кольце» должен пройти последовательно (и только в одном направлении) через все компьютеры, каждый из которых проверяет, не ему ли адресована информация, поэтому время передачи может быть достаточно большим. подключение к сети нового компьютера часто требует ее остановки, что нарушает работу всех других компьютеров. выход из строя хотя бы одного из компьютеров или устройств нарушает работу всей сети. обрыв или короткое замыкание в любом из кабелей кольца делает работу всей сети невозможной. чтобы избежать остановки работы сети при отказе компьютеров или обрыве кабеля, прокладывают два кольца, что существенно удорожает сеть
- Каковы преимущества и недостатки конфигурации «шина»? В каких локальных сетях она применяется?
такие сети трудно расширять (увеличивать число компьютеров в сети и количество сегментов – отдельных отрезков кабеля, их соединяющих). поскольку шина используется совместно, в каждый момент времени передачу может вести только один из компьютеров. надежность сети с топологией «шина» невысока. Эта топология исключительно проста в реализации и дешева.
- Какие гибридные топологии вам известны?
«звезда-шина» (Star Bus ), или «пассивная звезда». «дерево» (tree), сетчатой, или сеточной (mesh) топологии
- Какие факторы необходимо учитывать при планировании сети?
уже имеющуюся кабельную систему и оборудование – есть ли в вашем доме, школе, офисе сеть, которую нужно просто расширить, или у вас имеются только отдельные компьютеры. физическое месторасположение – важно учитывать, как расположены компьютеры и где вы собираетесь разместить сетевое оборудование. Объединить компьютеры в одной комнате довольно просто, однако если ваши компьютеры располагаются на разных этажах здания или даже в нескольких зданиях, наилучшую конфигурацию сети и ее топологию следует тщательно продумать. размеры планируемой сети – если у вас имеется лишь несколько компьютеров, структура сети будет довольно простой; если же компьютеров сотни или тысячи, то, скорее всего, придется остановить свой выбор на сложной гибридной топологии. объем и тип информации для совместного использования – эти параметры должны обязательно учитываться при выборе типа сети: если между компьютерами передаются большие файлы – музыкальные, видео- или графические, то вам потребуется высокоскоростная сеть, позволяющая быстро и без задержек передавать такие объемы информации.
- К какой категории относится кабель из неэкранированной витой пары, способный передавать данные со скоростью до 10 Мбит/с?
2-парный кабель. Использовался в сетях Token Ring и 10BASE-T. Поддерживает передачу данных со скоростью только до 10 Мбит/с. Применяется в телефонных сетях(3).
- Передача электрического сигнала требует наличия двух проводников. Какие именно проводники используются в коаксиальном кабеле? Зачем в кабеле «витая пара» используется несколько пар проводников (2 или 4)?
коаксиальный кабель, состоящий из передающей сигнал медной или алюминиевой жилы, слоя изоляции, экранирующей оплетки из медных проводов или алюминиевой фольги и защитной внешней оболочки.
основе витой пары состоит из четырех пар, перевитых с разным шагом для уменьшения электрических наводок со стороны соседних пар и внешних источников и покрытых пластиковой оболочкой. В экранированной витой паре, кроме того, используется одна или несколько оплеток из алюминиевой или медной фольги, существенно повышающих помехозащищенность кабеля
- Какой разъем используется для подключения кабеля «витая пара» к компьютерам?
RJ-45
- Что может создать помехи работе беспроводной сети, если в ней используется радиосвязь? Что может создать помехи работе беспроводной сети, основанной на использовании инфракрасного излучения?
передатчик, и приемник должны быть в зоне прямой видимости друг друга.
ИК-сигналы легко блокируются любыми предметами, а также подвержены помехам со стороны сильных источников света и тепла, которые есть практически в любом помещении
- Какие вы знаете разновидности архитектуры Ethernet? Чем они различаются?
|
Реализация
|
Скорость передачи данных, Мбит/с
|
Топология
|
Среда передачи
|
Максимальная длина кабеля, м
|
|
Ethernet
|
|
10Base-5
|
10
|
«Шина»
|
Толстый коаксиальный кабель
|
500
|
|
10Base-2
|
10
|
«Шина»
|
Тонкий коаксиальный кабель
|
185; реально – до 300
|
|
10Base-T
|
10
|
«Звезда»
|
Витая пара
|
100
|
|
10Base-FL
|
10
|
«Звезда»
|
Оптоволокно
|
500 (станция-концентратор); 2000 (между концентраторами)
|
|
Fast Ethernet
|
|
100Base-TX
|
100
|
«Звезда»
|
Витая пара категории 5 (используется две пары)
|
100
|
|
100Base-T4
|
100
|
«Звезда»
|
Витая пара категории 3, 4 или 5 (используется четыре пары)
|
100
|
|
100Base-FX
|
100
|
«Звезда»
|
Многомодовое или одномодовое оптоволокно
|
2000 (многомодовый); 15000 (одномодовый); реально – до 40 км
|
|
Gigabit Ethernet
|
|
1000Base-T
|
1000
|
«Звезда»
|
Витая пара категории 5 или выше
|
100
|
|
1000Base-CX
|
1000
|
«Звезда»
|
Специальный кабель типа STP
|
25
|
|
1000Base-SX
|
1000
|
«Звезда»
|
Оптоволокно
|
220–550 (многомодовый), в зависимости от типа
|
|
1000Base-LX
|
1000
|
«Звезда»
|
Оптоволокно
|
550 (многомодовый); 5000 (одномодовый); реально – до 80 км
|
|
10 Gigabit Ethernet
|
|
10GBase-x (x – набор стандартов)
|
10000
|
«Звезда»
|
Оптоволокно
|
300–40000 (в зависимости от типа кабеля и длины волны лазера)
|
- Какие вы знаете беспроводные сетевые технологии?
технологии Wi-Fi и Bluetooth.
- Какие сетевые технологии, на ваш взгляд, лучше всего использовать:
– при создании локальной сети в крупном офисе;
– при объединении в сеть мобильных компьютеров (КПК) на территории торгового центра или склада;
– при организации систем сбора данных в полевых условиях на территории поселка в сельской местности.
Ethernet,Wifi,Wifi.
- Какое устройство обеспечивает интерфейс между компьютером и сетевым кабелем?
сетевой адаптер.
- В чем сходство и различие между концентраторами и повторителями?
В сетях, использующих коаксиальный кабель, концентраторы принято называть повторителями, или репитерами (repeater)
- Что такое каскадирование? Какие преимущества оно обеспечивает?
Аббревиатура CSS расшифровывается как Cascading Style Sheets (каскадные таблицы стилей), где одним из ключевых слов выступает «каскад». Под каскадом в данном случае понимается одновременное применение разных стилевых правил к элементам документа — с помощью подключения нескольких стилевых файлов, наследования свойств и других методов. Чтобы в подобной ситуации браузер понимал, какое в итоге правило применять к элементу, и не возникало конфликтов в поведении разных браузеров, введены определенные приоритеты.
- В чем сходство и различие между мостами и коммутаторами? Чем они отличаются от концентраторов?
Мосты (bridge), а затем и коммутаторы (switch) призваны помочь в объединении сетей и устранении проблемы возникновения большого числа коллизий. Существенным отличием этих устройств от концентраторов является то, что они умеют определять MAC-адреса источника и приемника сигналов, а также поддерживать таблицу соответствия своих портов и используемых в сети MAC-адресов. Различие между мостами и коммутаторами заключается в том, что мост в каждый момент времени может передавать только один кадр, обслуживая передачу от одного компьютера к другому (поэтому первые модели мостов были двухпортовыми). Коммутатор же умеет выстраивать большое число виртуальных каналов связи между портами (т. е. коммутировать порты друг с другом, отсюда и название устройства), производя параллельную обработку кадров, поступающих с разных портов. Естественно, производительность сетей, построенных на базе коммутаторов, существенно выше
Что такое маршрутизатор? Может ли он заменить собой концентратор, мост или коммутатор?
Маршрутизаторы работают на еще более высоком уровне модели OSI – сетевом. В их задачу входит анализ адресов, используемых в протоколе этого уровня (например, IP-адресов), и определение наилучшего маршрута доставки пакета данных по назначению. Однако, в отличие от вышеперечисленных устройств, маршрутизаторы изменяют передаваемые кадры Ethernet – точнее, «разбирают» их до сетевого уровня, а затем формируют заново по определенным правилам.
Кроме того, совместно с программами более высокого уровня модели OSI, маршрутизаторы умеют выполнять целый ряд весьма сложных действий, например обнаруживать проблемы в сети и сообщать о них, вести статистику полученных и переданных данных, фильтровать пакеты, проводить авторизацию пользователей при выходе в Интернет и т. д.
- Для чего предназначены шлюзы?
Под шлюзом обычно понимается любое устройство или программа, позволяющие объединять разнородные системы (например, существуют почтовые шлюзы, используемые для связи разных систем электронной почты). Но если речь идет о взаимодействии в сетях, то здесь под шлюзом подразумевается устройство, соединяющее разные сетевые архитектуры (пример: шлюз из Ethernet в Token Ring). Важно здесь то, что шлюз должен не только иметь физические порты для подключения разнородных систем, но и «понимать» разнородные протоколы, выступая для них в роли «переводчика».
- Что такое «точка беспроводного доступа»? Для чего она предназначена?
Беспроводная базовая станция, предназначенная для обеспечения беспроводного доступа к уже существующей сети (беспроводной или проводной) или создания новой беспроводной сети
Объединение компьютеров в проводную сеть обычно требует прокладки множества кабелей через стены и потолки. Также проводные сети накладывают определённые ограничения на расположение устройств в пространстве. Этих недостатков лишены беспроводные сети: можно добавлять компьютеры и прочие беспроводные устройства с минимальными физическими, временными и материальными затратами. Для передачи информации беспроводные точки доступа используют радиоволны из спектра частот, определённых стандартом IEEE 802.11.
Проектирование локальной сети