2

Тема 2. Сетевая инфраструктура. Подключение сетевых компонентов.

Цель: Познакомиться с основными способами передачи данных, ознакомить какое оборудование необходимо для организации сетевого подключения, изучить основные категории сетевых подключений.

План:

1. Структурированные кабельные системы (СКС), Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС).
2. Локально-вычислительные сети (ЛВС): Офисные беспроводные сети Wi-Fi, Hot-spot, DECT. Распределенные мультисервисные корпоративные сети. Создание удаленных офисов на основе VPN.
3. Сетевые подключения и сетевые компоненты.

Сетевая инфраструктура современного офиса развивается с появлением новых коммуникативных технологий и инструментов управления бизнес-процессом компании. Надежная локально-вычислительная сеть (ЛВС) всегда способствует развитию и укреплению бизнеса компании, усилению ее конкурентных преимуществ. В наше время высоких скоростей просто невыгодно иметь устаревшую ИТ-инфраструктуру. Это приводит к прямым убыткам предприятия. Только современная схема построения ЛВС позволяет сотрудникам использовать неограниченные возможности унифицированных коммуникаций, сервисных приложений и сделать рабочий процесс компании более эффективным.

1.1 Структурированная кабельная система

Структурированная кабельная система - это кабельная система здания или группы зданий с кабелями, розетками, распределителями этажей, зданий и групп зданий. Задача структурированной кабельной системы - удовлетворение потребностей всех потенциальных пользователей системы на весь срок существования здания без переделки или расширения кабельной сети.

Благодаря такому подходу к инфрастуктуре здания, особенно на стадии проектирования структурированной кабельной сети, возможно создание интегрированной системы, полностью прозрачной для пользователей и не зависящей от используемых приложений.

Структурированная кабельная система - это гораздо больше, чем просто кабели или соединение воедино всех компонентов системы. Разнообразные технологии, архитектуры и приложения, голосовые, информационные данные, передача видео изображений и контрольных сигналов - все должно совмещаться и действовать как единое целое. В настоящее время часто возникают бурные дебаты по вопросу исполнения, качества и гарантии , особенно остро стоит дилемма "Компоненты или система?". Разделение признается всеми, но в чем состоит действительная разница между двумя законченными инсталляциями? Исполнение одной основано на использовании отдельных компонентов, отвечающих стандартам. Исполнение другой опирается на ту же концепцию, но расширяет стандартное исполнение введением критерия, когда система базируется на использовании дополнительного компонента, не входящего в принятые стандарты.

Благодаря тому, что кабельная продукция предусматривает широкий выбор технологий, мы прекрасно можем соединить их все вместе, предлагая Вам расширенные стандарты.

1.2 Архитектура сети

Вопрос об архитектуре сети чрезвычайно важен: коммуникационная система должна поддерживать постоянно растущий поток данных. Именно поэтому будущее в мире кабельных сетей строится на постоянно расширяющемся исполнении. В противовес общепринятому мнению, рост скорости передачи данных не означает автоматический рост потребности в увеличении ширины полосы. Расширенное исполнение не ограничивается просто увеличением ширины полосы путем использования сигнала более высокой частоты. Если расширенное исполнение определять с практической точки зрения - это большая производительность по более низкой стоимости за все время инсталляции. Таким образом, расширенное исполнение может включать более высокую надежность, плотность или интегрированную оптоволоконную среду.

На основе этих трех подходов - более высокой надежности, более высокой плотности и использования интегрированной оптоволоконной среды, предлагается три основные способа построения сети.

Инфраструктура сети может быть построена на основе интеграции всех трех типов архитектур для более полного удовлетворения требований заказчика. Таким образом, система будет оптимальна для работы не только в настоящих условиях, но и в будущих. Ключевые моменты таковы: физическое пространство, занимаемое оборудованием, набор основных типов поддерживаемого оборудования, время деятельности, количество пользователей и их степень мобильности в этой структуре. Для создания такой оптимизированной структурированной кабельной системы в процессе инсталляции могут быть применены смешанные архитектуры. Таблица, приведенная ниже, показывает характеристики каждого из типа архитектур. Различные группы оборудования могут оптимально работать в различных архитектурах кабельных сетей. Группы оборудования не ограничиваются в своем использовании только одной сетевой архитектурой.

Преимущества Структурированных Кабельных Систем

- единая кабельная система для передачи данных, голоса и видеосигнала;
- модульность и возможность изменения конфигурации и наращивания без замены всей существующей сети;
- длительный срок эксплуатации, оправдывающий капиталовложения;
- отсутствие зависимости от изменений технологий и поставщиков активного оборудования;
- минимальное количество обслуживающего и административного персонала.
- высокий уровень соотношения "цена-качество".
- снижение стоимости и времени установки систем, так как прокладка всей кабельной инфраструктуры может производиться одной, а не несколькими фирмами.

1.3 Универсальная кабельная сеть

На протяжении долгого времени производители телекоммуникационных услуг прокладывали кабели с телефонными розетками через равные интервалы, сведенные к центральному узлу. Однако, сегодня большинство рабочих мест не может считаться укомплектованными при отсутствии телефонного аппарата, ПК или терминала, подключенных друг к другу или к центральному компьютеру.

Наряду с ростом требований к обмену и распространению информации, происходил значительный рост в сфере кабельного обеспечения локальных сетей и современных офисов.

Кабельная сеть формирует основу любого комплекса - жилых зданий, офисов или промышленных помещений. Вследствие постоянного усложнения структуры кабельной сети возникает потребность в интеграции. Сегодня кабельная сеть должна решать проблемы не только передачи речи, но также передачи данных, зрительных изображений и сигнализации. Более того, здания сами являются "интеллектуальными системами", со сложными приборами для контроля окружающей среды, распределения энергии, обеспечения системы безопасности и наблюдения.

Именно эти условия и порождают идею необходимости универсальной интегрированной кабельной системы, способной отвечать требованиям всех систем здания и требованиям самого здания. Такая кабельная система должна быть совместима со всеми приложениями и всеми коммутационными стандартами, хорошо сбалансировав в себе компромисс между ценой и качеством исполнения.

1. Структура построения СКС

1.1. Топология.

1.2. Горизонтальная кабельная система этажа.

1.3. Магистральная кабельная система здания.

1.4. Магистральная кабельная система группы зданий.

1.5. Кабельная система рабочих мест.

1.6. Распределители (Монтажные шкафы, серверная комната).

Топология

Универсальная кабельная система предлагает топологию распределения кабеля, распространяющуюся на все этажи зданий. Термин "топология" относится к физической или логической организации структуры коммуникационной системы. Система состоит из следующих элементов:

1.Кабель

· магистраль группы зданий

· магистраль здания

· горизонтальный кабель

2. Распределитель группы зданий (CD)

3. Распределитель здания (BD)

4. Распределитель этажа (FD)

5. Телекоммуникационные окончания (FD)

Горизонтальная кабельная система этажа

Это кабель от розетки пользователя на рабочем месте до монтажного шкафа на этаже. Максимальная длина горизонтального кабеля должна составлять 90 м. Она измеряется от разъема патч-панели в распределителе этажа до телекоммуникационной розетки на рабочем месте. Максимальная механическая длина патч-кордов на рабочем месте - не более 10 метров.

Для соответствия требованиям приложений настоятельно рекомендуется использование кабелей, рабочие характеристики которых соответствуют или превышают параметры коммутационных кабелей. Длина коммутационных кабелей (патч-кордов) в распределителе этажа не должна превышать 5м.

Магистральная кабельная система здания

Магистральная система здания обеспечивает соединение каждого из распределителей этажа с распределителем здания. Распределители этажа и здания оснащены активным и пассивным оборудованием.

В магистральной системе не должно быть уровней коммутации, что позволяет ограничить затухание сигнала в пассивных системах и упростить администрирование. На пути от шкафа этажа до главного распределителя должен быть не более чем один распределительный узел.

Магистральная кабельная система группы зданий

Включает в себя соединения каждого распределителя здания с распределителем группы зданий. Расстояние между распределителем группы зданий и распределителем этажа не должно превышать 2000 м. Расстояние между распределителем здания и распределителем этажа не должно превышать 500 м. Максимальное расстояние в 2000 м. между распределителем группы зданий и распределителем этажа может быть увеличено при использовании одномодового волоконно-оптического кабеля. Расстояние между РП группы зданий и РП этажа, превышающее 3 км в случае применения одномодового оптического волокна, выходит за рамки стандарта. Длина перемычек и коммутационных кабелей в РП комплекса и РП здания не должна превышать 20м.

Кабельная система рабочих мест

Кабельная система рабочей зоны - это часть кабельной сети, соединяющая розетки и терминальное оборудование.

Коммутационные розетки

На рабочем месте устанавливается два типа розеток, обеспечивающие минимальные ресурсы рабочего места:

- RJ-45 категории 5 или выше;
- Многомодовое оптоволокно;

Все розетки маркируются

Коммутационные шнуры (патч-корды). Коммутационные шнуры непосредственно подключают компьютер к сети. Длина коммутационных шнуров не должна превышать 5 метров.

Благодаря тому, что структурированные кабельные системы поддерживают расширенные стандарты, Вы не ограничены выбором какой-либо одной конфигурации или технологии. И то, и другое может варьироваться в зависимости от того, в каком типе здания будет установлено. Также по желанию заказчика могут быть разработаны индивидуальные решения.

Распределители (Монтажные шкафы, серверная комната).

На стадии проектирования распределителей СКС и серверной комнаты нужно взять в расчет обстановку и среду серверной комнаты. Температура комнаты должна составлять от 18 до 24o С, а относительная влажность - от 30 до 50%. Температуру и влажность необходимо измерять на высоте 1,5 м над уровнем пола. Электромагнитные помехи не должны превосходить 3 В/м во всех диапазонах рабочих частот. Вибрацию необходимо ограничить для определенных видов оборудования и кроссов.

Маршруты и площади для телекоммуникаций в коммерческом здании включают зал для аппаратуры связи, точки входа каналов связи, горизонтальные и вертикальные кабельные каналы и рабочие станции. Их спецификации содержат целый ряд рекомендаций. Например, в случае распределенной проводки зал для распределителей СКС должен располагаться на каждом этаже здания, что обеспечивает стык между горизонтальными и магистральными маршрутами.

Кроме того, зал для оборудования распределителей должен обслуживать рабочие станции в радиусе 90 м, а каждой рабочей станции, необходимо выделить площадь пола в 10 м. Требования к площади могут оказаться еще выше, когда сетевое оборудование на базе оптического кабеля также располагается в серверной комнате. Пол должен быть достаточно прочным, чтобы выдержать нагрузку свыше 100 кг/м

Безопасность и связь

Задача системы информационной безопасности состоит в обеспечении защиты от несанкционированного доступа и изменения и в то же время в обеспечении доступа к ним имеющих на то право пользователей без излишних трудностей. Серверная комната включает также информацию о системах связи и передачи данных; оборудование, программное обеспечение, файлы, кабельные трассы и компоновку межсоединений плюс записи об управлении и эксплуатации.

Компьютерный центр и банк данных нельзя располагать рядом с внешней стеной здания, а сама комната не должна иметь больших открывающихся окон. Центр здания - это, вероятно, наиболее подходящее, по крайней мере для банка данных, место.

Несанкционированный доступ к логическим и физическим элементам серверной комнаты, а также неправильное функционирование оборудования можно обнаружить с помощью целого ряда методов. Среди них звуковые сигналы типа сирены, визуальные сигналы типа разноцветных мигающих сигнальных ламп, сообщения о вирусах по электронной почте и предупреждения на пейджер.

Другие предосторожности предусматривают применение программных и аппаратных замков и ключей, магнитных карт, периодических проверок эффективности различных аспектов схем защиты. Одинаково важно защитить внутренние и внешние трассы кабеля, а также информацию или базу данных о кабельном маршруте. Меры защиты проще предусмотреть на стадии проектирования, чем внедрять их постфактум. Хорошо спроектированная серверная комната должна соответствовать или превосходить надлежащие стандарты. В первую очередь это ANSI/EIA/TIA 568A, 569, 570, 606 и 607/ Другие полезные стандарты включают IEEE 1100 и NEC 210, 240 и 570.

Несмотря на уникальность любого зала для аппаратуры связи, общие рекомендации все же существуют. Конечно, добавления в проект можно сделать и позже, однако гораздо эффективнее предусмотреть максимально возможное число функций в оригинальном проекте, к тому же это отнимает меньше времени.

Процесс проектирования должен быть тщательным и последовательным, так как поспешные решения чреваты посредственными (или вообще плохими) результатами.

Серверная комната - центр вашей сети. Планирование с расчетом на будущее позволит вашим сетям связи и передачи данных всегда находиться в рабочем и надёжном состоянии.

3 Волоконно-оптическая связь

3.1 Физическая основа

3.2 Применение

3.3 История

4 Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС)

4.1 Элементы ВОЛС

4.1.1 Активные компоненты

4.1.2 Пассивные компоненты

4.2 Преимущества ВОЛС

4.3 Недостатки ВОЛС

4.4 Применение ВОЛС

4.5 Монтаж ВОЛС

4.5.1 Укладка кабеля

4.5.2 Монтаж муфт и кроссов

4.6 Взаимодействие ВОЛС с сильным электромагнитным излучением

Волоконно-оптическая связь — вид проводной электросвязи, использующий в качестве носителя информационного сигнала электромагнитное излучение оптического (ближнего инфракрасного) диапазона, а в качестве направляющих систем — волоконно-оптические кабели. Благодаря высокой несущей частоте и широким возможностям мультиплексирования, пропускная способность волоконно-оптических линий многократно превышает пропускную способность всех других систем связи и может измеряться терабитами в секунду. Малое затухание света в оптическом волокне обуславливает возможность применения волоконно-оптической связи на значительных расстояниях без использования усилителей. Волоконно-оптическая связь свободна от электромагнитных помех и весьма труднодоступна для несанкционированного использования — незаметно перехватить сигнал, передаваемый по оптическому кабелю технически крайне сложно.

Физическая основа

В основе волоконно-оптической связи лежит явление полного внутреннего отражения электромагнитных волн на границе раздела диэлектриков с разными показателями преломления. Оптическое волокно состоит из двух элементов — сердцевины, являющейся непосредственным световодом, и оболочки. Показатель преломления сердцевины несколько больше показателя преломления оболочки, благодаря чему луч света, испытывая многократные переотражения на границе сердцевина-оболочка, распространяется в сердцевине, не покидая её.

Применение

Волоконно-оптическая связь находит всё более широкое применение во всех областях — от компьютеров и бортовых космических, самолётных и корабельных систем, до систем передачи информации на большие расстояния, например, в настоящее время успешно используется волоконно-оптическая линия связи Западная Европа — Япония, большая часть которой проходит по территории России. Кроме того, увеличивается суммарная протяжённость подводных волоконно-оптических линий связи между континентами.

Волокно в каждый дом (англ. Fiber to the premises, FTTP или Fiber to the home, FTTH) — термин, используемый телекоммуникационными провайдерами, для обозначения широкополосных телекоммуникационных систем, базирующихся на проведении волоконного канала и его завершения на территории конечного пользователя путём установки терминального оптического оборудования для предоставления комплекса телекоммуникационных услуг, включающего:

· высокоскоростной доступ в Интернет;

· услуги телефонной связи;

· услуги телевизионного приёма.

Стоимость использования волоконно-оптической технологии уменьшается, что делает данную услугу конкурентоспособной по сравнению с традиционными услугами.

История

Историю систем передачи данных на большие расстояния следует начинать с древности, когда люди использовали дымовые сигналы. С того времени эти системы кардинально улучшились, появились сначала телеграф, затем — коаксиальный кабель. В своем развитии эти системы рано или поздно упирались в фундаментальные ограничения: для электрических систем это явление затухания сигнала на определённом расстоянии, для СВЧ — несущая частота. Поэтому продолжались поиски принципиально новых систем, и во второй половине XX века решение было найдено — оказалось, что передача сигнала с помощью света гораздо эффективнее как электрического, так и СВЧ-сигнала.

В 1966 году Као и Хокман из STC Laboratory (STL) представили оптические нити из обычного стекла, которые имели затухание в 1000 дБ/км (в то время как затухание в коаксиальном кабеле составляло всего 5-10 дБ/км) из-за примесей, которые в них содержались и которые в принципе можно было удалить.

Существовало две глобальных проблемы при разработке оптических систем передачи данных: источник света и носитель сигнала. Первая разрешилась с изобретением лазеров в 1960 году, вторая — с появлением высококачественных оптических кабелей в 1970 году. Это была разработка Corning Incorporated (англ.)русск.. Затухание в таких кабелях составляло около 20 дБ/км, что было вполне приемлемым для передачи сигнала в телекоммуникационных системах. В то же время, были разработаны достаточно компактные полупроводниковые GaAs-лазеры.

После интенсивных исследований в период с 1975 по 1980 год появилась первая коммерческая волоконно-оптическая система, оперировавшая светом с длиной волны 0,8 мкм и использовавшая полупроводниковый лазер на основе арсенида галлия (AsGa). Битрейт систем первого поколения составлял 45 Мбит/с, расстояние между повторителями — 10 км.

22 апреля 1977 года в Лонг-Бич, штат Калифорния, компания General Telephone and Electronics впервые использовала оптический канал для передачи телефонного трафика на скорости 6 Мбит/с.

Второе поколение волоконно-оптических систем было разработано для коммерческого использования в начале 1980-х. Они оперировали светом с длиной волны 1,3 мкм от InGaAsP-лазеров. Однако такие системы всё ещё были ограниченны из-за рассеивания, возникающего в канале. Однако уже в 1987 году эти системы работали на скорости до 1,7 Гбит/с при расстоянии между повторителями 50 км.

Первый трансатлантический телефонный оптический кабель — ТАТ-8 — был введён в эксплуатацию в 1988 году. В его основе лежала оптимизированная технология Desurvire усиления лазера.

ТАТ-8 разрабатывался как первый подводный волоконно-оптический кабель между Соединёнными Штатами и Европой.

Разработка систем волнового мультиплексирования позволила в несколько раз увеличить скорость передачи данных по одному волокну и к 2003 году при применении технологии спектрального уплотнения была достигнута скорость передачи 10,92 Тбит/с (273 оптических канала по 40 Гбит/с). В 2009 году лаборатории Белла посредством мультиплексирования 155 каналов по 100 Гбит/с удалось передать сигнал со скоростью 15,5 Тбит/с на расстояние 7000 километров

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) — волоконно-оптическая система, состоящая из пассивных и активных элементов, предназначенная для передачи информации в оптическом (как правило — ближнем инфракрасном) диапазоне.

Элементы ВОЛС

Активные компоненты

· Мультиплексор/Демультиплексор — широкий класс устройств, предназначенных для объединения и разделения информационных каналов. Мультиплексоры и демультиплексоры могут работать как во временно́й, так и в частотной областях, могут быть электрическими и оптическими (для систем со спектральным уплотнением).

· Регенератор — устройство, осуществляющее восстановление формы оптического импульса, который, распространяясь по волокну, претерпевает искажения. Регенераторы могут быть как чисто оптическими, так и электрическими, которые преобразуют оптический сигнал в электрический, восстанавливают его, а затем снова преобразуют в оптический.

· Усилитель — устройство, усиливающее мощность сигнала. Усилители также могут быть оптическими и электрическими, осуществляющими оптико-электронное и электронно-оптическое преобразование сигнала.

· Лазер — источник монохромного когерентного оптического излучения. В системах с прямой модуляцией, которые являются наиболее распространёнными, лазер одновременно является и модулятором, непосредственно преобразующим электрический сигнал в оптический.

· Модулятор — устройство, модулирующее оптическую несущую по закону информационного электрического сигнала. В большинстве систем эту функцию выполняет лазер, однако в системах с непрямой модуляцией для этого используются отдельные устройства.

· Фотоприёмник (фотодиод) — устройство, осуществляющее опто-электронное преобразование сигнала.

Пассивные компоненты

· Оптический кабель, светонесущими элементами которого являются оптические волокна. Наружная оболочка кабеля может быть изготовлена из различных материалов: поливинилхлорида, полиэтилена, полипропилена, тефлона и других материалов. Оптический кабель может иметь бронирование различного типа и специфические защитные слои (например, мелкие стеклянные иглы для защиты от грызунов).

· Оптическая муфта — устройство, используемое для соединения двух и более оптических кабелей.

· Оптический кросс — устройство, предназначенное для оконечивания оптического кабеля и подключения к нему активного оборудования.

Преимущества ВОЛС

Волоконно-оптические линии обладают рядом преимуществ перед проводными (медными) и радиорелейными системами связи:

· Малое затухание сигнала (0,15 дБ/км в третьем окне прозрачности) позволяет передавать информацию на значительно большее расстояние без использования усилителей. Усилители в ВОЛС могут ставиться через 40, 80 и 120 километров, в зависимости от класса оконечного оборудования.

· Высокая пропускная способность оптического волокна позволяет передавать информацию на высокой скорости, недостижимой для других систем связи.

· Высокая надёжность оптической среды: оптические волокна не окисляются, не намокают, не подвержены слабому электромагнитному воздействию.

· Информационная безопасность — информация по оптическому волокну передаётся «из точки в точку».

· Высокая защищённость от межволоконных влияний — уровень экранирования излучения более 100 дБ. Излучение в одном волокне совершенно не влияет на сигнал в соседнем волокне.

· Пожаро- и взрывобезопасность при изменении физических и химических параметров

· Малые габариты и масса

Недостатки ВОЛС

· Относительная хрупкость оптического волокна. При сильном изгибании кабеля (особенно, если в качестве силового элемента используется стеклопластиковый пруток) возможна поломка волокон или их замутнение из-за возникновения микротрещин.

· Сложность соединения в случае разрыва.

· Сложная технология изготовления как самого волокна, так и компонентов ВОЛС.

· Сложность преобразования сигнала (в интерфейсном оборудовании).

· Относительная дороговизна оптического оконечного оборудования. Однако, оборудование является дорогим в абсолютных цифрах. Соотношение цены и пропускной способности для ВОЛС лучше, чем для других систем.

· Замутнение волокна с течением времени вследствие старения.

Применение ВОЛС

Достоинства волоконно-оптических линий обусловило их широкое применение в телекоммуникационных сетях самых разных уровней — от межконтинентальных магистралей до корпоративных и домашних компьютерных сетей.

Монтаж ВОЛС

Укладка кабеля

Оптический кабель для линий связи может быть уложен следующим образом:

- В кабельную канализацию или кабельный коллектор;
- Непосредственно в грунт — в предварительно подготовленную траншею или с использованием кабелеукладчика;
- Подвес кабеля — воздушная линия связи.

Для каждого случая изготавливаются специальные кабели, отличающиеся типом оболочки, брони, допустимым растягивающим усилием и другими параметрами.

Монтаж муфт и кроссов

Для сращивания оптических кабелей применяются оптические муфты, представляющие собой пластиковые контейнеры, внутри которых расположена сплайс-пластина, удерживающая оптические волокна.

Оптический кросс представляет собой устройство, посредством которого осуществляется соединение оптических волокон кабеля со стандартными разъёмами. Кросс выполняется в виде металлической (как правило) коробки, на внешней панели которой находятся оптические разъёмы, а внутри — сплайс-пластина. Соединение разъёмов кросса с волокнами кабеля осуществляется с помощью пигтейлов — коротких кусков оптического волокна с разъёмами. Разъём пигтейла с внутренней стороны кросса соединяется с внешним разъёмом кросса, а другой конец приваривается к волокну оптического кабеля.

Оптические кроссы могут изготавливаться для монтажа в стандартную 19-дюймовую стойку, монтажа на стену и в других исполнениях. Кроссы могут иметь возможность открываться без демонтажа или не иметь таковой.

Сварка оптических волокон осуществляется в полуавтоматическом режиме специальными сварочными аппаратами.

Взаимодействие ВОЛС с сильным электромагнитным излучением

Сильное электромагнитное излучение способно вносить межканальные помехи в системах HDWDM и приводить к увеличению количества ошибок. Данное явление характерно в системах телематики на железной дороге, где ВОЛС прокладывается на опорах контактной сети в непосредственной близости от контактного провода. Ошибки появляются в моменты переходных процессов, например, при коротком замыкании. Данное явление объясняется эффектами Керра и Фарадея.

- Локально-вычислительные сети (ЛВС):
- Офисные беспроводные сети Wi-Fi, Hot-spot.
- Распределенные мультисервисные корпоративные сети.
- Создание удаленных офисов на основе VPN.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС, локальная сеть, сленг. локалка; англ. Local Area Network, LAN) — компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Также существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояния более 12 500 км (космические станции и орбитальные центры). Несмотря на такие расстояния, подобные сети всё равно относят к локальным

Построение сети

Существует множество способов классификации сетей. Основным критерием классификации принято считать способ администрирования. То есть в зависимости от того, как организована сеть и как она управляется, её можно отнести к локальной, распределённой, городской или глобальной сети. Управляет сетью или её сегментом сетевой администратор. В случае сложных сетей их права и обязанности строго распределены, ведётся документация и журналирование действий команды администраторов.

Компьютеры могут соединяться между собой, используя различные среды доступа: медные проводники (витая пара), оптические проводники (оптические кабели) и через радиоканал (беспроводные технологии). Проводные связи устанавливаются через Ethernet, беспроводные — через Wi-Fi, Bluetooth, GPRS и прочие средства. Отдельная локальная вычислительная сеть может иметь шлюзы с другими локальными сетями, а также быть частью глобальной вычислительной сети (например, Интернет) или иметь подключение к ней.

Чаще всего локальные сети построены на технологиях Ethernet или Wi-Fi. 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).

Иногда в локальной сети организуются рабочие группы — формальное объединение нескольких компьютеров в группу с единым названием.

Сетевой администратор — человек, ответственный за работу локальной сети или её части. В его обязанности входит обеспечение и контроль физической связи, настройка активного оборудования, настройка общего доступа и предопределённого круга программ, обеспечивающих стабильную работу сети.

Технологии локальных сетей реализуют, как правило, функции только двух нижних уровней модели OSI - физического и канального. Функциональности этих уровней достаточно для доставки кадров в пределах стандартных топологий, которые поддерживают LAN: звезда (общая шина), кольцо и дерево. Однако из этого не следует, что компьютеры, связанные в локальную сеть, не поддерживают протоколы уровней, расположенных выше канального. Эти протоколы также устанавливаются и работают на узлах локальной сети, но выполняемые ими функции не относятся к технологии LAN.

Адресация

В локальных сетях, основанных на протоколе IPv4, могут использоваться специальные адреса, назначенные IANA (стандарты RFC 1918 и RFC 1597):

10.0.0.0—10.255.255.255;

172.16.0.0—172.31.255.255;

192.168.0.0—192.168.255.255.

Такие адреса называют частными, внутренними, локальными или «серыми»; эти адреса не доступны из сети Интернет. Необходимость использовать такие адреса возникла из-за того, что при разработке протокола IP не предусматривалось столь широкое его распространение, и постепенно адресов стало не хватать. Для решения этой проблемы был разработан протокол IPv6, однако он пока малопопулярен. В различных непересекающихся локальных сетях адреса могут повторяться, и это не является проблемой, так как доступ в другие сети происходит с применением технологий, подменяющих или скрывающих адрес внутреннего узла сети за её пределами — NAT или прокси дают возможность подключить ЛВС к глобальной сети (WAN). Для обеспечения связи локальных сетей с глобальными применяются маршрутизаторы (в роли шлюзов и файрволов).

Конфликт IP адресов — распространённая ситуация в локальной сети, при которой в одной IP-подсети оказываются два или более компьютеров с одинаковыми IP-адресами. Для предотвращения таких ситуаций и облегчения работы сетевых администраторов применяется протокол DHCP, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP.

2. Офисные беспроводные сети (Wi-Fi Hot-spot)

В данном случае передача сигналов проводится по радиоканалу, от точки доступа (Hot-spot) к каждой единице активного оборудования. Преимущество данных сетей – простота монтажа, отсутствие лишних кабелей, мобильность, совместимость с проводными сетями, высокое качество связи, экономичность, доступность. Это оптимальный вариант для обеспечения доступа на небольшом пространстве (например, в пределах одного офиса, кафе, и так далее).

Наша компания предлагает проектирование и монтаж Wi-Fi сетей любой сложности, для любых объектов – офисов, торговых залов, больниц, учебных заведений, гостиниц и кафе.

Кроме того, мы предлагаем такую услугу, как проектирование и построение распределенных сетей по технологии DECT WAN. Данная технология обеспечивает возможность передачи различных данных на большие расстояния при помощи выделенных и коммутирующих линий, сети Интернет и специальных каналов связи. Такие сети необходимы для эффективного управления крупными организациями со множеством филиалов в разных городах, регионах, странах. В сетях WAN применяются особые протоколы, благодаря которым обеспечивается одновременная передача всех видов информации.

Сети WAN используются для обеспечения возможности обмена информацией между отдаленными локальными сетями, для построения виртуальной телефонной сети, для обеспечения удаленного доступа в Интернет и так далее.

LAN и VPN

Связь с удалённой локальной сетью, подключенной к глобальной сети, из дома/командировки/удалённого офиса часто реализуется через VPN. При этом устанавливается VPN-подключение к пограничному маршрутизатору.

Особенно популярен следующий способ организации удалённого доступа к локальной сети:

1. Обеспечивается подключение снаружи к маршрутизатору, например по протоколу PPPoE, PPTP или L2TP (PPTP+IPSec).
2. Так как в этих протоколах используется PPP, то существует возможность назначить абоненту IP-адрес. Назначается свободный (не занятый) IP-адрес из локальной сети.
3. Маршрутизатор (VPN, Dial-in сервер) добавляет proxyarp — запись на локальной сетевой карте для IP-адреса, который он выдал VPN-клиенту. После этого, если локальные компьютеры попытаются обратиться напрямую к выданному адресу, то они после ARP-запроса получат MAC-адрес локальной сетевой карты сервера и трафик пойдёт на сервер, а потом и в VPN-туннель.

Контрольные вопросы:

1. Что такое СКС?

2. Какие основные достоинства и недостатки волоконно-оптические линии связи?

3. Что такое ЛВС?

4. Назовите основные сетевые компоненты.

5. Что такое сетевая интеграция?

6. Какие типы сетевых подключений бывают?

7. Какое оборудование необходимо для организации сетевого подключения?

8. Каковы основные категории сетевых подключений?

Литература:

1. Таненбаум Э Компьютерные сети (3-е изд.) Пер. с англ. — С.-Пб.:"Питер", 2002 — 848 с

2. Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 3-е издание С.-Пб.: "Питер", 2005 — 960 с

3. Нанс Б. Компьютерные сети: Пер. с англ.- М.: Бином, 1996. - 400 с.:ил.

4. Новиков Ю.В., Карпенко Д.Г. Аппаратура локальных сетей. Функции, выбор, разработка. - М.: ЭКОМ, 1998. -228с.

5. Семенов Ю.А. Протоколы Іnternet. Энциклопедия. - М.: Горячая линия-Телеком, 2001. -1100с.

6. Самойленко В.В. Локальные сети. Полное руководство. — К., 2002. — ISBN 966-7140-28-8.

7. Локальные вычислительные сети: Справочник. В 3-х кн. / Под.ред. С.В.Назарова — М.: Финансы и статистика, 1994. — Т. Кн.1. Принципы построения, архитектура, коммуникационные средства. — 208 с. — 10000 экз. — ISBN 5-279-01171-1.