Съвременните компютърни технологии не могат да бъдат представени без комбиниране на всички видове устройства под формата на стационарни терминали, лаптопи или дори мобилни устройства в една мрежа. Такава организация позволява не само бързо да обменят данни между различни устройства, но и да използват изчислителните възможности на всички единици на оборудването, свързани към мрежата, да не говорим за възможността за достъп до периферни компоненти като принтери, скенери и др. връзка? За тяхното разбиране е необходимо да се разгледа структурната схема на локалната мрежа, често наричана топология, която ще бъде допълнително обсъдена. Към днешна дата съществуват няколко основни класификации и видове мрежи на устройства, които поддържат мрежови технологии. Разбира се, говорим за онези девайси, които са инсталирали специални кабелни или безжични мрежови адаптери и модули.

Схеми на локални компютърни мрежи: основната класификация

Преди всичко, при разглеждането на всякакъв вид организация на компютърните мрежи трябва да се разчита единствено на метода на комбиниране на компютрите в едно цяло. Тук можете да различите две основни направления, които се използват при създаването на мрежова схема. Мрежовата връзка може да бъде кабелна или безжична. В първия случай се използват специални коаксиални кабели или усукани двойки. Тази технология се нарича Ethernet-връзка. В този случай обачеизползването им в веригата на локалната мрежа от коаксиални кабели, максималната им дължина е около 185-500 m при скорост на предаване на данни от 10 Mbps. Ако се използват усукани двойки от класове 7 6 и 5е, тяхната дължина може да бъде 30-100 m, а широчината на честотната лента варира в рамките на 10-1024 Mbit /s.


Безжичната схема за свързване на компютри към локална мрежа се основава на предаването на информация чрез радиосигнал, който се разпространява между всички свързани устройства, разпределени по устройства като рутери (маршрутизатори и модеми), точки за достъп (обикновени компютри). Компютри, лаптопи, смартфони, таблети), комутационни устройства (ключове, хъбове), ретранслатори (ретранслатори) и т.н. В такава организация се използват оптични кабели, които се свързват директно към главния, разпределят сигнала на оборудването. От своя страна разстоянието, до което може да се предава информация, се увеличава до около 2 км, докато в радиочестотния диапазон се използват честоти от 24 и 51 MHz (технологията IEEE 80211 е по-често известна като Wi-Fi). Счита се, че водещите мрежи са по-сигурни от външни влияния, тъй като достъпът до всички терминали не винаги се получава директно. Безжичните структури в това отношение губят много, защото ако желаете, компетентен нападател може лесно да изчисли мрежовата парола, да достигне до рутера и чрез него да стигне до всяко устройство, в момента използва Wi-Fi сигнал. И много често в същите държавни структуриили в отбранителните предприятия на много страни да използват безжично оборудване е строго забранено.

Класификация на мрежите по тип на свързване на устройства помежду си

Отделно може да се разграничи напълно свързаната топология на веригата на свързване на компютри в локалната мрежа. Такава организация на връзката означава само, че абсолютно всички терминали, които са част от мрежата, имат връзка помежду си. И както е ясно, такава структура е практически незащитена от гледна точка на външна инвазия или проникване в мрежата с помощта на специални програми за вируси, червеи или шпионски аплети, които първоначално биха могли да бъдат написани на сменяеми носители, които същите неопитни служители на предприятието за невежество може да се свърже с компютрите си. Ето защо най-често използваните други схеми за връзка в локалната мрежа. Една от тях е порестата структура, от която са отстранени някои първоначални връзки.

Обща схема на свързване на компютри в локалната мрежа: концепцията за основните типове топология

Сега накратко се запознайте с кабелните мрежи. Те могат да използват някои от най-често срещаните типове изграждане на схеми на локални мрежи. Най-основните видове са структури като "звезда", "гума" и "пръстен". Вярно е, че най-голяма полза е получена от първия тип и неговите производни, но често е възможно да се срещнат и смесени типове мрежи, които използват комбинации от трите основни структури.

Топология "звезда": за и против

Схемата на "звездата" на местната мрежа се счита за най-голямаШироко разпространен и широко използван на практика, когато става въпрос за използване на основните видове връзки, така да се каже, в чист вид. Същността на такава асоциация на компютри в цялото е, че всички те се свързват директно с централния терминал (сървъра) и нямат връзка помежду си. Абсолютно всичко, което се предава и получава, преминава директно през централния възел. И тази конфигурация се счита за най-сигурна. Защо? Но само защото прилагането на едни и същи вируси в мрежовата среда може да бъде направено или от централния терминал, или да се получи чрез него от друго компютърно устройство. Въпреки това е много съмнително, че точката, в която такава схема на локална мрежа на компания или правителствена агенция няма да осигури високо ниво на защита на централния сървър. А въвеждането на шпионски софтуер от отделен терминал ще дойде само с наличието на физически достъп до него. Освен това, от централния възел, всеки мрежов компютър може да бъде обект на много сериозни ограничения, които могат да се наблюдават особено при използване на мрежови операционни системи, когато компютрите дори нямат твърди дискове и всички основни компоненти на операционната система се зареждат директно. от главния терминал. Но ето и техните недостатъци. На първо място, това се дължи на увеличените финансови разходи за полагане на кабели, ако главният сървър не е в центъра на топологичната структура. В допълнение, скоростта на обработка на информацията директнозависи от изчислителните възможности на централния възел, и ако не успее, съответно, на всички компютри, които са част от мрежовата структура, комуникациите се нарушават.

Схема "автобус"

Схемата на свързване в локалната мрежа от типа "автобус" също е една от най-често срещаните и нейната организация се основава на използването на един единствен кабел, през клона, от който мрежата свързва всички терминали, включително централния сървър. Основният недостатък на такава структура е високата цена на полагането на кабели, особено в случаите, когато терминалите са разположени на доста голямо разстояние един от друг. Но когато един или повече компютри се провалят, комуникацията между другите компоненти на мрежовата среда не се нарушава. Освен това, когато се използва такава схема, локалната мрежа преминава през основния канал, много често се дублира на различни места, което предотвратява повреждането му или невъзможността за нейното доставяне до местоназначението. Но сигурността в такава структура, за съжаление, страда много, защото чрез централния кабел злонамерените вирусни кодове могат да проникнат във всички други машини.

Структурата на пръстена

Веригата (топологията) на локалната мрежа в известен смисъл може да се нарече морално остаряла. Към днешна дата тя не се използва в почти всяка мрежова структура (освен в смесени типове). Тя е свързана с самите принципи на обединяване на отделните терминали в една организационна структура.
Компютриса свързани помежду си последователно и само с един кабел (грубо казано, на входа и изхода). Разбира се, подобна техника намалява материалните разходи, но в случай на повреда на поне една мрежова единица се нарушава целостта на цялата конструкция. Ако можете да кажете това, в дадена област, където има повреден терминал, предаването (предаването) на данни просто спира. Съответно, и когато влязат в мрежата от опасни компютърни заплахи, те също така постоянно преминават от един терминал в друг. Но в случай на присъствие в едно от местата на надеждна защита вирусът ще бъде елиминиран и няма да продължи.

Смесени видове мрежи

Както вече бе споменато по-горе, основните видове схеми за местни мрежи на практика не съществуват. Много по-надеждни, по отношение на сигурността, цената и удобството на достъпа, изглеждат като смесени типове, които могат да съдържат елементи на основните типове мрежови схеми. Така че много често е възможно да се намерят мрежи с дървовидна структура, която може да бъде наречена "звезда", тъй като всички клони са от една точка, наречена корен. Но организацията на клонове в такава схема на свързване в локалната мрежа може да съдържа както пръстенни, така и автобусни структури, разделени на допълнителни клонове, често дефинирани като подмрежи. Ясно е, че подобна организация е доста сложна и когато се създава, е необходимо да се използват допълнителни технически устройства като мрежови комутатори или сплитери. Но, казват те, целта оправдаваТова означава, че чрез такава сложна структура важната и поверителна информация може да бъде защитена много надеждно, изолирайки я в клонове на подмрежи и практически ограничавайки достъпа до нея. Същото се отнася и за повредата на компонентите. При такава конструкция на схемите на локалните мрежи не е необходимо да се използва само един централен възел. Може да има няколко, с напълно различни нива на защита и достъп, което допълнително увеличава нивото на общата сигурност.

Топология на логистиката

За организацията на мрежовите структури е особено важно да се обърне внимание на приложимите методи за предаване на данни. В компютърната терминология такива процеси се наричат ​​логистични или логически топологии. В този случай физическите методи за предаване на информация в различни структури могат да се различават значително от логическите. Самата логистика по същество определя маршрутите на приемане /предаване. Много често можете да видите, че при изграждането на мрежа под формата на "звезда", обменът на информация се извършва с помощта на топология на шината, когато сигналът може да се приема едновременно от всички устройства. В кръгови логически структури може да се сблъскате със ситуация, в която сигнали или данни се приемат само от терминалите, за които са предназначени, дори ако те са последователно преминали през всички свързани връзки.

Най-известни мрежи

Както беше обсъдено по-горе, се използват само Ethernet-базирани Ethernet-базирани схеми, които в най-простите термини използват адреси, протоколи и стекове на TCP /IP. Но светът може да бъде намереногромен брой мрежови структури, които се различават от горните принципи на мрежовата организация. Най-известният от всички (с изключение на Ethernet с топология на логически шини) е Token Ring и Arcnet. Мрежовата структура на Token Ring едновременно е разработена от добре позната IBM компания и се основава на логическата схема на "маркерната пръстен" мрежа, която определя достъпа на всеки терминал до предадената информация. В физически смисъл се използва и пръстенната структура, но тя има свои особености. За да се комбинират компютрите в едно цяло, е възможно да се използва или усукана двойка или оптичен кабел, но скоростта на пренос на данни е само 4-16 Mbit /s. Но маркерната система от тип "звезда" позволява да се предават и получават данни само до тези терминали, които имат право (маркирани с маркер). Но основният недостатък на тази организация е, че в един момент само една станция може да притежава такива права. Не по-малко интересна е схемата на локалната мрежа Arcnet, създадена през 1977 г. от Datapoint, която много експерти наричат ​​най-евтината, проста и много гъвкава структура. Коаксиални или оптични кабели могат да се използват за предаване на информация и свързване на компютри, но също така и възможността за използване на усукана двойка не може да се изключи. Вярно е, че по отношение на скоростта на приемане /предаване тази структура не е особено продуктивна, тъй като максималният обмен на пакети може да се направи при скорост на връзката не повече от 25 Mbps. Като физическа връзкаизползва се схемата "звезда" и в логическата "автобусна маркировка". С правата за получаване /прехвърляне на делото отива по същия начин, както в случая с Token Ring, с изключение на това, че информацията, предавана от една машина, е достъпна за абсолютно всички терминали, които са част от мрежовата среда, а не за нито една машина.

Кратко описание на настройката на жичната и безжична връзка

Сега нека накратко се фокусираме върху някои важни точки при създаването и използването на някоя от описаните схеми за локална мрежа. Прилагането от трети страни не се изисква да използват някоя от известните операционни системи за извършване на такива действия, тъй като първоначално основните инструменти са предоставени в техните стандартни комплекти. Във всеки случай обаче е важно да се вземат предвид някои от важните нюанси по отношение на създаването на IP адреси, които се използват за идентифициране на компютри в мрежови структури. Разнообразие на всички два - статични и динамични адреси. Първата, както вече се разбира от заглавието, е постоянна, а втората може да варира с всяка нова комбинация, но техните стойности са само в границите, зададени от доставчика на услуги (доставчика). Във водещите корпоративни мрежи статичните адреси, които са присвоени на всяка машина в мрежата, обикновено се използват за предоставяне на високоскоростен обмен на данни между мрежовите терминали, а динамичните мрежови адреси обикновено се използват при свързване в мрежа с безжична връзка. За задаване на статични параметриадреси в Windows-базирани системи използват параметрите на протокола IPv4 (в постсъветското пространство, шестата версия не е особено разпространена). В свойствата на протокола е достатъчно да се предпише IP адрес за всяка машина, а параметрите на подмрежовата маска и главния шлюз са общи (освен ако не се използва дървовидна структура с множество подмрежи), което изглежда много удобно от гледна точка на бързото свързване. Въпреки това могат да се използват и динамични адреси. Те се присвояват автоматично, което е специален елемент в настройките на TCP /IP, когато всяко мрежово устройство се задава директно от централния сървър. Обхватът на избраните адреси се предоставя от интернет доставчика. Но това не означава, че адресите се повтарят. Както знаете, в света не може да има два еднакви външни IP адреса и в този случай те се променят само в мрежата или се прехвърлят от една машина на друга, когато външен адрес се окаже свободен. В случая на безжични мрежи, когато маршрутизаторът и точките за достъп, предаващи (излъчващи или усилващи) сигнала се използват за първичната връзка, конфигурацията изглежда още по-проста. Основното условие за този тип връзка е да се зададе автоматично получаване на вътрешния IP адрес. Без това връзката няма да работи. Единственият променлив параметър са адресите на DNS сървърите. Въпреки първоначалната инсталация на автоматичен разписка, често (особено при спускане)скоростта на свързване) препоръчително е да зададете тези параметри ръчно да използвате за тази цел, например безплатни комбинации, разпространявани от Google, Yandex и др. Накрая, дори ако има само определен набор от външни адреси, на които интернет идентифицира всеки компютър компютър или мобилно устройство, можете също да ги промените. Има много специални програми за това. Локалната мрежа може да има някоя от горните варианти. И същността на използването на такива инструменти, които най-често представляват или VPN клиенти или отдалечени прокси, е да се промени външният IP, който, ако не знае, има ясна географска връзка, на неосигурен адрес, по местоположение Той е на съвсем различно място (макар и на края на света). Прилагайте такива помощни програми директно към браузъри (VPN клиенти и разширения), или да правите промени на нивото на цялата операционна система (например с програмата SafeIP), когато някои приложения, работещи във фонов режим, се нуждаят от достъп до блокирания или недостъпен за конкретен региона на интернет ресурсите.

Епилог

Ако обобщим всичко по-горе, можем да направим някои основни изводи. Първото и най-важното е, че основните схеми на свързване постоянно се променят и почти никога не се използват в първоначалната версия. Най-напредналите и най-защитени са сложни дървови структури, които могат да се използват и от няколко подчинени(зависими) или независими подмрежи. И накрая, който и да е казал, на настоящия етап от развитието на компютърните технологии, водещите мрежи, въпреки високите финансови разходи за тяхното създаване, все още имат по-високо ниво на сигурност, отколкото най-простите безжични. Но безжичните мрежи имат едно безспорно предимство - те могат да комбинират компютри и мобилни устройства, които могат да бъдат географски отдалечени една от друга на много дълги разстояния.