الشبكات المحلية. لماذا تحتاج إلى شبكة منطقة محلية شبكة محلية في الإنتاج

LAN (محلي شبكة الكمبيوتر) هو نظام للجمع بين مختلف أجهزة الاتصالات الموجودة على مسافة قريبة وبعيدة. يمكن لشبكة LAN توصيل العديد من أجهزة الكمبيوتر الشخصية والخوادم والطابعات والماسحات الضوئية وما إلى ذلك في شبكة واحدة.

يتم توصيل الأجهزة باستخدام وسائل وصول مختلفة: كبل نحاسي (زوج مجدول) أو كبل ألياف بصرية أو قناة اتصال لاسلكي.

في بعض الأحيان ، داخل نفس الشبكة المحلية ، يتم إنشاء مجموعات عمل توحد عدة أجهزة تحت اسم شائع.

في أغلب الأحيان ، يتم استخدام الشبكة المحلية (LAN) لإنشاء مساحة معلومات واحدة في مختلف المؤسسات الحكومية والتجارية. مسؤولو الشبكة مسؤولون عن تشغيل الشبكة المحلية أو جزء معين منها. أنها تضمن التشغيل المستقر للشبكة ، وتكوين المعدات و البرمجيات.

وظائف LAN

1. توفير الوصول إلى أنظمة إدارة الوثائق الإلكترونية والإنترنت.

2. توفير مشاركة الملفات والمجلدات على الشبكة ومشاركتها.

3. التخزين والنسخ الاحتياطي وحماية البيانات.

4. إتاحة وصول أجهزة كمبيوتر متعددة إلى الأجهزة المكتبية مثل الطابعة أو الماسح الضوئي.

5. ربط الأجهزة بالشبكات الموجودة على مسافة كبيرة من بعضها البعض. على سبيل المثال ، يمكن أن تجمع الشبكة المحلية بين الفروع المتفرقة جغرافيًا لشركة واحدة.

اتصال الأجهزة في الشبكة المحلية

يمكن توصيل أجهزة الكمبيوتر ببعضها البعض إما باستخدام نظام كبل أو لاسلكيا... في الحالة الأولى ، يتم توصيل الأجهزة باستخدام موصلات نحاسية أو ألياف بصرية وتكنولوجيا حزم بيانات Ethernet.

إذا كانت قناة راديو لاسلكية تعمل كموصل ، فسيتم استخدام تقنيات مثل GPRS و Wi-Fi و Bluetooth. يمكن توصيل شبكة محلية بأخرى من خلال بوابات ، كما يمكن الوصول إليها شبكة عالميةإنترنت.

أكثر التقنيات شيوعًا لبناء الشبكات المحلية اليوم هي Wi-Fi و Ethernet. لإنشاء شبكة LAN ، فإن الأجهزة مثل نقاط الوصول اللاسلكية وأجهزة التوجيه و محولات الشبكةوالمفاتيح وأجهزة المودم وما إلى ذلك.

خصائص LAN

أولاً ، تتيح لك شبكة المنطقة المحلية توصيل معدات إضافية دون تغيير البرامج والمعلمات التقنية لجميع الشبكات. ثانيًا ، في حالة فشل أحد أجهزة الكمبيوتر ، تستمر الشبكة بالكامل في العمل ، ولا يزال من الممكن الوصول إلى المعلومات الضرورية. وبالتالي ، نظرًا لوجود مشكلات فنية بجهاز واحد ، فإن عمل المكتب بأكمله لن "يتوقف". بالإضافة إلى ذلك ، بفضل الشبكة المحلية ، من الممكن تحديد مستوى الوصول إلى موارد الشبكة للأجهزة الفردية.

هياكل LAN

يشير هيكل LAN إلى الطريقة التي يتم بها توصيل عناصر الشبكة. هذه هي الأنواع الرئيسية لهذه المركبات.

1. "صور".تنتقل المعلومات عبر قناة اتصال خطية واحدة. البيانات متاحة لجميع محطات العمل على الشبكة.

2. "نجمة".باستخدام كبل متحد المحور ، يتم توصيل جميع عناصر الشبكة بجهاز تركيز واحد (لوحة وصل). تدخل المعلومات من محطة عمل واحدة إلى الموزع ، ومن هناك تصبح متاحة للجمهور لجميع أجهزة الكمبيوتر الأخرى.

3. "الحلقة".تتصل أجهزة الكمبيوتر الشبكية ببعضها البعض في سلسلة ويتم إغلاقها في حلقة. حلقات المعلومات من محطة العمل الأولى إلى الأخيرة.

4. هيكل شجرةعبارة عن مزيج من طريقتين أو كل طرق الاتصال المذكورة أعلاه.

LAN هي تقنية توفر تبادلًا مناسبًا وسريعًا للمعلومات بين أجهزة متعددة. بمساعدة الشبكات المحلية ، يمكنك تخزين البيانات ونسخها احتياطيًا وحمايتها. لذلك ، توجد الآن شبكة LAN في جميع مكاتب الشركات والبنوك والمؤسسات الصناعية تقريبًا.

تغطي عادة مساحة صغيرة نسبيًا أو مجموعة صغيرة من المباني (منزل ، مكتب ، شركة ، معهد). هناك أيضًا شبكات محلية ، مفصولة جغرافيًا عن بعضها بمسافات تزيد عن 12500 كيلومتر (محطات فضائية ومراكز مدارية). على الرغم من هذه المسافات ، لا تزال هذه الشبكات مصنفة على أنها محلية.

هنا ، يجب ذكر مفاهيم مهمة مثل المشترك ، الخادم ، العميل.

مشترك (عقدة ، مضيف ، محطة)هو جهاز متصل بشبكة ويشارك بنشاط في تبادل المعلومات. غالبًا ما يكون المشترك (العقدة) في الشبكة عبارة عن كمبيوتر ، ولكن يمكن أيضًا أن يكون المشترك ، على سبيل المثال ، طابعة الشبكةأو أي جهاز طرفي آخر لديه القدرة على الاتصال مباشرة بالشبكة. علاوة على ذلك في الدورة التدريبية بدلاً من مصطلح "مشترك" للبساطة ، سيتم استخدام مصطلح "كمبيوتر".

الخادميسمى المشترك (العقدة) في الشبكة ، والذي يوفر موارده للمشتركين الآخرين ، ولكنه لا يستخدم مواردهم بنفسه. وبالتالي ، فهي تخدم الشبكة. يمكن أن يكون هناك عدة خوادم في الشبكة ، وليس من الضروري على الإطلاق أن يكون الخادم هو أقوى جهاز كمبيوتر. مخصصةالخادم هو خادم يتعامل فقط مع مهام الشبكة. خادم غير مخصصيمكنه أداء مهام أخرى بالإضافة إلى صيانة الشبكة. نوع معين من الخادم هو طابعة شبكة.

من قبل العميليسمى مشترك الشبكة الذي يستخدم موارد الشبكة فقط ، لكنه لا يعطي موارده للشبكة بنفسه ، أي أن الشبكة تخدمه ، ويستخدمها فقط. غالبًا ما يُشار إلى جهاز الكمبيوتر العميل على أنه محطة عمل. من حيث المبدأ ، يمكن أن يكون كل كمبيوتر عميلاً وخادمًا في نفس الوقت. غالبًا ما يُفهم الخادم والعميل على أنهما ليسا أجهزة الكمبيوتر نفسها ، ولكن تلك التي تعمل عليها. تطبيقات برمجية... في هذه الحالة ، يكون التطبيق الذي يعطي المورد للشبكة فقط هو الخادم ، والتطبيق الذي يستخدم موارد الشبكة فقط هو العميل.

مهام المخدرات

تتيح شبكات المنطقة المحلية للمستخدمين الأفراد التواصل بسهولة وسرعة مع بعضهم البعض. فيما يلي بعض المهام التي يمكن أن يؤديها الدواء:

• العمل المشترك مع الوثائق.
• تبسيط تدفق المستندات: تحصل على فرصة لعرض المستندات وتصحيحها والتعليق عليها دون مغادرة مكان عملك ، دون تنظيم اجتماعات واجتماعات تستغرق الكثير من الوقت ؛
• حفظ عملك وأرشفته على الخادم حتى لا تستخدم مساحة قيمة على محرك الأقراص الثابتة بجهاز الكمبيوتر الخاص بك ؛
• سهولة الوصول إلى التطبيقات الموجودة على الخادم ؛
• تسهيل تقاسم الموارد باهظة الثمن داخل المنظمات مثل الطابعات ومحركات الأقراص المضغوطة ، محركات الأقراص الصلبةوالتطبيقات (مثل معالجات النصوص أو برامج قواعد البيانات) ؛

مكونات LAN

قد تشمل المكونات والتقنيات الأساسية المرتبطة بهندسة LAN ما يلي:

المعدات:

• الكابلات.
• الخوادم.
• بطاقات واجهة الشبكة (NIC ، بطاقة واجهة الشبكة) ؛
• المكثفات.
• الخوادم الوصول عن بعد;

برمجة:

• برنامج التحكم في الشبكة

القليل من تاريخ اتصالات الكمبيوتر

اتصالات لمسافات قصيرة في تكنولوجيا الكمبيوتركانت موجودة قبل وقت طويل من ظهور أجهزة الكمبيوتر الشخصية الأولى.

تم توصيل أجهزة كمبيوتر كبيرة (حواسيب كبيرة) بالعديد من المحطات الطرفية (أو "شاشات العرض الذكية"). صحيح ، كان هناك القليل جدًا من المعلومات الاستخبارية في هذه المحطات ، ولم يقموا عمليًا بأي معالجة للمعلومات ، وكان الغرض الرئيسي من تنظيم الاتصال هو تقسيم الذكاء ("وقت الآلة") لمجموعة كبيرة من الأشخاص ذوي النفوذ والفاعلية. كمبيوتر باهظ الثمنبين المستخدمين العاملين في هذه المحطات. كان هذا يسمى تقاسم الوقت لأن كمبيوتر كبيرباستمرار في الوقت المناسب حل مشاكل العديد من المستخدمين. في هذه الحالة ، تم تحقيق الاستخدام المشترك لأغلى الموارد في ذلك الوقت - موارد الحوسبة - (الشكل 1.1).

أرز. 1.1 توصيل المحطات بكمبيوتر مركزي

ثم تم إنشاء المعالجات الدقيقة وأجهزة الكمبيوتر الدقيقة الأولى. أصبح من الممكن الآن وضع جهاز كمبيوتر على مكتب كل مستخدم ، حيث أصبحت الموارد الحاسوبية والفكرية أرخص. لكن من ناحية أخرى ، كانت جميع الموارد الأخرى لا تزال باهظة الثمن. وماذا يعني الذكاء العاري بدون وسيلة لتخزين المعلومات وتوثيقها؟ في كل مرة تقوم فيها بتشغيل الطاقة ، لن تقوم بإعادة كتابة البرنامج الجاري تنفيذه أو تخزينه في ذاكرة دائمة صغيرة. جاءت وسائل الاتصال للإنقاذ مرة أخرى. من خلال الجمع بين العديد من الحواسيب الصغيرة ، كان من الممكن تنظيم استخدامها المشترك للأجهزة الطرفية للكمبيوتر (الأقراص المغناطيسية ، الشريط المغناطيسي ، الطابعات). في الوقت نفسه ، تم تنفيذ جميع عمليات معالجة المعلومات في الموقع ، ولكن تم نقل نتائجها إلى موارد مركزية. هنا ، مرة أخرى ، تمت مشاركة أغلى شيء في النظام ، ولكن بطريقة جديدة تمامًا. ويسمى هذا الأسلوب أسلوب تقاسم الوقت العكسي (الشكل 1.2). كما في الحالة الأولى ، خفضت الاتصالات التكلفة نظام الكمبيوترعموما.

أرز. 1.2 شبكات الحواسيب الصغيرة الأولى

ثم ظهرت أجهزة الكمبيوتر الشخصية ، والتي تختلف عن الحواسيب الصغيرة الأولى من حيث أن لديها مجموعة كاملة مطورة بشكل كافٍ العمل المستقلالأجهزة الطرفية: الأقراص المغناطيسية ، والطابعات ، ناهيك عن واجهة المستخدم الأكثر تقدمًا (الشاشات ، ولوحات المفاتيح ، والفئران ، وما إلى ذلك). انخفض سعر الأجهزة الطرفية وأصبحت بسعر مشابه تمامًا لجهاز الكمبيوتر. يبدو ، لماذا الآن ربط أجهزة الكمبيوتر الشخصية (الشكل 1.3)؟ ما الذي يجب عليهم مشاركته ، عندما يكون كل شيء منقسمًا بالفعل ويكون مطروحًا على طاولة كل مستخدم؟ هناك ما يكفي من الذكاء على الفور ، وكذلك في الأطراف. ماذا يمكن للشبكة أن تقدم في هذه الحالة؟

أرز. 1.3 شبكات أجهزة الكمبيوتر الشخصية

الشيء الأكثر أهمية ، مرة أخرى ، هو تقاسم الموارد. نفس التقسيم العكسي للوقت ، ولكن على مستوى مختلف جذريًا. هنا يتم استخدامه بالفعل ليس لتقليل تكلفة النظام ، ولكن بهدف المزيد استخدام فعالالموارد المتاحة لأجهزة الكمبيوتر. على سبيل المثال ، تسمح لك الشبكة بدمج حجم أقراص جميع أجهزة الكمبيوتر ، مما يوفر لكل منها إمكانية الوصول إلى الأقراص الخاصة بكل الأجهزة الأخرى.

ولكن تتجلى مزايا الشبكة بشكل أكثر وضوحًا في الحالة التي يعمل فيها جميع المستخدمين بنشاط مع قاعدة بيانات واحدة ، ويطلبون معلومات منها ويدخلون واحدة جديدة فيها (على سبيل المثال ، في بنك ، في متجر ، في مستودع) . لن تتمكن من التعامل مع أي أقراص مرنة: كان يتعين عليك نقل البيانات من كل كمبيوتر إلى جميع الأجهزة الأخرى لأيام متتالية ، والاحتفاظ بفريق كامل من شركات النقل. ومع الشبكة ، كل شيء بسيط للغاية: أي تغييرات في البيانات يتم إجراؤها من أي جهاز كمبيوتر تصبح على الفور مرئية ويمكن للجميع الوصول إليها. في هذه الحالة ، عادةً لا تكون المعالجة الخاصة في الموقع مطلوبة ، ومن حيث المبدأ سيكون من الممكن التعامل مع محطات أرخص (العودة إلى الموقف الأول المدروس) ، لكن أجهزة الكمبيوتر الشخصية لديها أكثر مما يضاهى واجهة سهلة الاستخدامالمستخدم ، وتسهيل عمل الموظفين. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الاحتمال معالجة معقدةغالبًا ما تؤدي المعلومات الموجودة في مكانها إلى تقليل كمية البيانات المنقولة بشكل كبير.

أرز. 1.4 استخدام شبكة محلية لتنظيم التعاون بين أجهزة الكمبيوتر

من المستحيل أيضًا الاستغناء عن شبكة في حالة الضرورة لضمان التشغيل المنسق للعديد من أجهزة الكمبيوتر. يحدث هذا الموقف غالبًا عند عدم استخدام أجهزة الكمبيوتر هذه للحوسبة والعمل معها قواعد بيانات، وفي مهام الإدارة والقياس والتحكم ، حيث يتم توصيل الكمبيوتر بأجهزة خارجية معينة (الشكل 1.4). ومن الأمثلة على ذلك أنظمة تكنولوجية صناعية مختلفة ، وكذلك أنظمة تحكم للمنشآت والمجمعات العلمية. هنا ، تسمح لك الشبكة بمزامنة إجراءات أجهزة الكمبيوتر ، والموازنة ، وبالتالي تسريع عملية معالجة البيانات ، أي لإضافة ليس فقط الموارد المحيطية ، ولكن أيضًا القوة الفكرية.

إن مزايا الشبكات المحلية هذه هي التي تضمن شعبيتها وتطبيقها على نطاق أوسع ، على الرغم من كل المضايقات المرتبطة بتركيبها وتشغيلها.

طوبولوجيا شبكة المنطقة المحلية

تحت طوبولوجيا (التخطيط ، التكوين ، الهيكل) لشبكة الكمبيوتريشير عادةً إلى الموقع الفعلي لأجهزة الكمبيوتر على شبكة بالنسبة لبعضها البعض والطريقة التي يتم بها توصيلها بواسطة خطوط الاتصال. من المهم ملاحظة أن مفهوم الطوبولوجيا يشير في المقام الأول إلى شبكات المنطقة المحلية ، حيث يمكن تتبع بنية الاتصالات بسهولة. في الشبكات العالمية ، عادة ما تكون بنية الاتصالات مخفية عن المستخدمين وليست مهمة للغاية ، حيث يمكن إجراء كل جلسة اتصال على طول مسارها الخاص.

يحدد الهيكل متطلبات المعدات ، ونوع الكبل المستخدم ، والطرق المقبولة والأكثر ملاءمة للتحكم في التبادل ، وموثوقية التشغيل ، وإمكانية توسيع الشبكة. وعلى الرغم من أن مستخدم الشبكة لا يضطر في كثير من الأحيان إلى اختيار الهيكل ، فمن الضروري معرفة ميزات الهياكل الرئيسية ومزاياها وعيوبها.

عواملالتي تؤثر على الأداء المادي للشبكة وترتبط ارتباطًا مباشرًا بمفهوم الطوبولوجيا.

1)إمكانية خدمة أجهزة الكمبيوتر (المشتركون)متصل بالشبكة. في بعض الحالات ، يمكن أن يؤدي انهيار المشترك إلى منع تشغيل الشبكة بالكامل. في بعض الأحيان ، لا يؤثر عطل المشترك على تشغيل الشبكة ككل ، ولا يتداخل مع المشتركين الآخرين لتبادل المعلومات.

2)صلاحية معدات الشبكة، أي الوسائل التقنية المتصلة مباشرة بالشبكة (المحولات وأجهزة الإرسال والاستقبال والموصلات وما إلى ذلك). يمكن أن يؤثر فشل معدات الشبكة لأحد المشتركين على الشبكة بالكامل ، ولكن يمكن أن يؤدي إلى تعطيل التبادل مع مشترك واحد فقط.

3)سلامة كابل الشبكة... إذا انكسر كبل الشبكة (على سبيل المثال ، بسبب الضغط الميكانيكي) ، فقد يتعطل تبادل المعلومات في الشبكة بأكملها أو في أحد أجزائها. بالنسبة للكابلات الكهربائية ، يعد قصر الدائرة الكهربائية في الكابل أمرًا بالغ الأهمية.

4)تحديد طول الكابلالمرتبطة بتوهين الإشارة التي تنتشر على طولها. كما تعلم ، في أي وسيط ، أثناء الانتشار ، تكون الإشارة ضعيفة (مخففة). وكلما زادت المسافة التي تقطعها الإشارة ، زادت توهينها (الشكل 1.8). من الضروري التأكد من أن طول كبل الشبكة لا يتجاوز الطول الأقصى Lpr ​​، عند تجاوزه يصبح التوهين غير مقبول (لا يتعرف المشترك المستلم على الإشارة الضعيفة).

أرز. 1.8 ضعف الإشارة عند الانتشار عبر الشبكة

هناك ثلاث طبولوجيا أساسية للشبكة:

حافلة (حافلة)- جميع أجهزة الكمبيوتر موصولة بالتوازي مع خط اتصال واحد. يتم إرسال المعلومات من كل كمبيوتر في نفس الوقت إلى جميع أجهزة الكمبيوتر الأخرى (الشكل 1.5).

أرز. 1.5 طوبولوجيا شبكة الحافلات

طوبولوجيا الحافلات(أو ، كما يطلق عليه أيضًا ، ناقل مشترك) من خلال هيكله ذاته يفترض هوية معدات شبكة أجهزة الكمبيوتر ، فضلاً عن المساواة بين جميع المشتركين للوصول إلى الشبكة. يمكن لأجهزة الكمبيوتر الموجودة في الحافلة نقل المعلومات واحدًا تلو الآخر ، نظرًا لوجود خط اتصال واحد فقط في هذه الحالة. إذا قامت عدة أجهزة كمبيوتر بنقل المعلومات في نفس الوقت ، فسيتم تشويهها نتيجة التداخل (التعارض ، التصادم). تقوم الحافلة دائمًا بتنفيذ ما يسمى بوضع التبادل نصف المزدوج (في كلا الاتجاهين ، ولكن في المقابل ، وليس في وقت واحد).

في طوبولوجيا الحافلة ، لا يوجد مشترك مركزي معبر عنه بوضوح يتم من خلاله نقل جميع المعلومات ، وهذا يزيد من موثوقيتها (بعد كل شيء ، إذا فشل المركز ، يتوقف النظام الذي يتحكم فيه بالكامل عن العمل). تعد إضافة مشتركين جدد إلى الحافلة أمرًا بسيطًا إلى حد ما وعادة ما يكون ممكنًا حتى أثناء تشغيل الشبكة. في معظم الحالات ، يتطلب استخدام الناقل الحد الأدنى من كبل التوصيل مقارنةً بالطبولوجيا الأخرى.

نظرًا لعدم وجود مشترك مركزي ، إذن صراعات محتملةفي هذه الحالة ، تقع على معدات الشبكة لكل مشترك فردي. نتيجة لذلك ، تكون أجهزة الشبكة في طوبولوجيا الناقل أكثر تعقيدًا مما هي عليه في الهياكل الأخرى. ومع ذلك ، نظرًا للاستخدام الواسع النطاق للشبكات ذات الهيكل الناقل (شبكة Ethernet الأكثر شيوعًا بشكل أساسي) ، فإن تكلفة معدات الشبكة ليست عالية جدًا.

أرز. 1.9 الكبل المكسور في شبكة طوبولوجيا الحافلات

من المزايا المهمة للناقل أنه في حالة فشل أي من أجهزة الكمبيوتر على الشبكة ، يمكن للأجهزة التي يمكن صيانتها الاستمرار في التبادل بشكل طبيعي.

يبدو أنه عند انقطاع الكبل ، يتم الحصول على حافلتين عمليتين تمامًا (الشكل 1.9). ومع ذلك ، يجب ألا يغيب عن البال أنه نظرًا لخصائص انتشار الإشارات الكهربائية على طول خطوط الاتصال الطويلة ، فمن الضروري توفير إدراج خاص أجهزة مطابقة، النهايات الموضحة في الشكل. 1.5 و 1.9 كمستطيلات. بدون تشغيل أجهزة الإنهاء ، تنعكس الإشارة من نهاية الخط ويتم تشويهها بحيث يصبح الاتصال عبر الشبكة مستحيلاً. في حالة انقطاع الكبل أو تلفه ، يتم تعطيل تنسيق خط الاتصال ، ويتوقف التبادل حتى بين أجهزة الكمبيوتر التي ظلت متصلة ببعضها البعض. سيؤدي قصر الدائرة في أي نقطة في كابل الناقل إلى تدمير الشبكة بالكامل.

قد يؤدي فشل أي معدات شبكة خاصة بالمشترك في الحافلة إلى إتلاف الشبكة بالكامل. بالإضافة إلى ذلك ، يصعب توطين مثل هذا الفشل ، نظرًا لأن جميع المشتركين متصلون بشكل متوازٍ ، ومن المستحيل فهم أي منهم خارج الترتيب.

عند المرور عبر خط اتصال لشبكة ذات هيكل ناقل ، تضعف إشارات المعلومات ولا يتم استعادتها بأي شكل من الأشكال ، مما يفرض قيودًا شديدة على الطول الإجمالي لخطوط الاتصال. علاوة على ذلك ، يمكن لكل مشترك استقبال إشارات بمستويات مختلفة من الشبكة ، اعتمادًا على المسافة إلى مشترك الإرسال. هذا يفرض متطلبات إضافية على العقد المستقبلة لمعدات الشبكة.

إذا افترضنا أن الإشارة في كبل الشبكة قد تم تخفيفها إلى الحد الأقصى المسموح به على طول Lpr ، فلا يمكن أن يتجاوز الطول الإجمالي للناقل قيمة Lpr. وبهذا المعنى ، فإن الحافلة توفر أقصر طول مقارنة بالطبولوجيا الأساسية الأخرى.

لزيادة طول الشبكة مع طوبولوجيا ناقل ، غالبًا ما يتم استخدام عدة مقاطع (أجزاء من الشبكة ، كل منها عبارة عن ناقل) ، متصلة ببعضها البعض باستخدام مكبرات صوت خاصة ومعيدات إشارة - مكررات أو مكررات (يوضح الشكل 1.10 اتصال اثنين المقاطع ، أقصى طول للشبكة في هذه الحالة ، يزداد إلى 2 Lpr ، حيث يمكن أن يكون طول كل مقطع Lpr). ومع ذلك ، لا يمكن أن تستمر هذه الزيادة في طول الشبكة إلى أجل غير مسمى. ترتبط قيود الطول بالسرعة المحدودة لانتشار الإشارات على طول خطوط الاتصال.

أرز. 1.10 ربط مقاطع شبكة الحافلات باستخدام مكرر

نجمة- يتم توصيل أجهزة كمبيوتر طرفية أخرى بجهاز كمبيوتر مركزي واحد ، ويستخدم كل منها خط اتصال منفصل (الشكل 1.6). تنتقل المعلومات من الكمبيوتر المحيطي فقط إلى الكمبيوتر المركزي ، من الكمبيوتر المركزي - إلى واحد أو عدة أجهزة طرفية.

أرز. 1.6 طوبولوجيا شبكة النجوم

نجمةهو هيكل الشبكة الوحيد الذي يحتوي على مركز مخصص بشكل صريح يتصل به جميع المشتركين الآخرين. يتم تبادل المعلومات حصريًا من خلال جهاز كمبيوتر مركزي يتحمل عبئًا ثقيلًا ، وبالتالي ، كقاعدة عامة ، لا يمكن أن يشترك في أي شيء آخر غير الشبكة. من الواضح أن معدات الشبكة الخاصة بالمشترك المركزي يجب أن تكون أكثر تعقيدًا بشكل ملحوظ من معدات المشتركين المحيطين. في هذه الحالة لا داعي للحديث عن المساواة بين جميع المشتركين (كما في الحافلة). عادةً ما يكون الكمبيوتر المركزي هو الأقوى ، حيث يتم تكليف جميع وظائف إدارة البورصة. من حيث المبدأ ، لا توجد تعارضات محتملة في شبكة مع طوبولوجيا نجمية ، نظرًا لأن التحكم مركزي تمامًا.

إذا تحدثنا عن استقرار النجمة لفشل الكمبيوتر ، فإن فشل جهاز كمبيوتر طرفي أو معدات شبكته لا يؤثر على عمل بقية الشبكة بأي شكل من الأشكال ، ولكن أي فشل في الكمبيوتر المركزي يجعل الشبكة بالكامل معطل. في هذا الصدد ، ينبغي اتخاذ تدابير خاصة لتحسين موثوقية الكمبيوتر المركزي ومعدات شبكته.

يؤدي انقطاع الكبل أو وجود دائرة قصر فيه مع طوبولوجيا نجمية إلى تعطيل الاتصال بجهاز كمبيوتر واحد فقط ، ويمكن لجميع أجهزة الكمبيوتر الأخرى الاستمرار في العمل بشكل طبيعي.

على عكس الحافلة ، في النجمة على كل خط اتصال ، يوجد مشتركان فقط: المشترك المركزي والآخر المحيطي. في أغلب الأحيان ، يتم استخدام خطي اتصال لتوصيلهما ، حيث يقوم كل منهما بنقل المعلومات في اتجاه واحد ، أي أنه لا يوجد سوى جهاز استقبال وجهاز إرسال واحد على كل خط اتصال. هذا هو ما يسمى بالإرسال من نقطة إلى نقطة. كل هذا يبسط إلى حد كبير معدات الشبكة مقارنة بالحافلة ويلغي الحاجة إلى استخدام أجهزة إنهاء خارجية إضافية.

يتم أيضًا حل مشكلة توهين الإشارة في خط الاتصال في النجم بسهولة أكثر من حالة الناقل ، لأن كل مستقبل يتلقى دائمًا إشارة من نفس المستوى. يمكن أن يكون الحد الأقصى لطول الشبكة ذات الهيكل النجمي ضعف طوله في الناقل (أي 2 Lpr) ، حيث يمكن أن يبلغ طول كل من الكابلات التي تربط المركز بمشترك طرفي Lpr.

من العيوب الخطيرة لطوبولوجيا النجوم التحديد الشديد لعدد المشتركين. عادة ، لا يمكن للمشترك المركزي أن يخدم أكثر من 8-16 مشتركًا طرفيًا. ضمن هذه الحدود ، يكون الاتصال بالمشتركين الجدد أمرًا بسيطًا للغاية ، ولكن أبعد من ذلك يكون ببساطة مستحيلًا. في النجم ، يجوز توصيل مشترك مركزي آخر بدلاً من مشترك طرفي (نتيجة لذلك ، يتم الحصول على طوبولوجيا للعديد من النجوم المترابطة).

النجمة الموضحة في الشكل. 1.6 ، يسمى النجم النشط أو الحقيقي. هناك أيضًا طوبولوجيا تسمى النجم الخامل ، والتي تبدو فقط كنجم (الشكل 1.11). إنه الآن أكثر انتشارًا من النجم النشط. يكفي أن نقول إنه يتم استخدامه على شبكة Ethernet الأكثر شيوعًا اليوم.

في وسط الشبكة مع هذا الهيكل ، لا يتم وضع جهاز كمبيوتر ، ولكن يتم وضع جهاز خاص - محور أو ، كما يطلق عليه أيضًا ، محور ، يؤدي نفس وظيفة المكرر ، أي أنه يستعيد الإشارات الواردة ويرسلها إلى جميع خطوط الاتصال الأخرى ...

أرز. 1.11. طوبولوجيا النجم السلبي والدائرة المكافئة لها

اتضح أنه على الرغم من أن مخطط الكابلات يشبه النجم الحقيقي أو النشط ، إلا أننا في الواقع نتحدث عن طوبولوجيا ناقل ، حيث يتم نقل المعلومات من كل كمبيوتر في نفس الوقت إلى جميع أجهزة الكمبيوتر الأخرى ، ولا يوجد مشترك مركزي. بالطبع ، النجم السلبي أغلى من الحافلة التقليدية ، لأنه في هذه الحالة يكون المحور مطلوبًا أيضًا. ومع ذلك ، فإنه يوفر مجموعة من فرص إضافيةالمرتبطة بفوائد النجم ، على وجه الخصوص ، يبسط صيانة وإصلاح الشبكة. لهذا السبب ، في السنوات الأخيرة ، يقوم النجم السلبي بإزاحة نجم حقيقي بشكل متزايد ، والذي يعتبر طوبولوجيا غير واعدة.

من الممكن أيضًا التمييز بين نوع وسيط من الطوبولوجيا بين النجم النشط والسلبي. في هذه الحالة ، لا يقوم المكثف بإعادة إرسال الإشارات الواردة فحسب ، بل يتحكم أيضًا في التبادل ، ولكنه لا يشارك في التبادل نفسه (يتم ذلك في شبكة 100VG-AnyLAN).

من المزايا الرائعة للنجم (سواء النشط أو الخامل) أنه يتم جمع جميع نقاط الاتصال في مكان واحد. هذا يجعل من السهل مراقبة تشغيل الشبكة ، وتحديد الأعطال ببساطة عن طريق فصل بعض المشتركين عن المركز (وهو أمر مستحيل ، على سبيل المثال ، في حالة طوبولوجيا الحافلات) ، وكذلك تقييد وصول الأشخاص غير المصرح لهم إلى نقاط الاتصال الحيوية للشبكة. في حالة النجم ، يمكن الوصول إلى المشترك المحيطي إما عن طريق كبل واحد (يتم من خلاله إرسال في كلا الاتجاهين) ، أو كبلين (كل كابل ينقل في أحد الاتجاهين المتعاكسين) ، وهذا الأخير أكثر شيوعًا.

من العيوب الشائعة لجميع الهياكل النجمية (النشطة وغير النشطة) أن استهلاك الكبلات أعلى بكثير من الهياكل الأخرى. على سبيل المثال ، إذا كانت أجهزة الكمبيوتر موجودة في سطر واحد (كما في الشكل 1.5) ، فعند اختيار الهيكل النجمي ، ستحتاج إلى كبلات أكثر عدة مرات من تلك الموجودة في هيكل ناقل. هذا يؤثر بشكل كبير على تكلفة الشبكة ككل ويعقد بشكل كبير الكابلات.

حلقة- أجهزة الكمبيوتر متحدة بالتتابع في حلقة. يتم دائمًا نقل المعلومات في الحلقة في اتجاه واحد فقط. يرسل كل جهاز كمبيوتر المعلومات إلى كمبيوتر واحد فقط ، وهو التالي في السلسلة بعده ، ولا يتلقى المعلومات إلا من الكمبيوتر السابق في السلسلة (الشكل 1.7).

أرز. 1.7 حلقة طوبولوجيا الشبكة

حلقة- هذا هو الهيكل الذي يتم فيه توصيل كل كمبيوتر عن طريق خطوط اتصال مع اثنين آخرين: من أحدهما يتلقى المعلومات وينقل إلى الآخر. في كل خط اتصال ، كما في حالة النجم ، يعمل جهاز إرسال واحد وجهاز استقبال واحد (اتصال من نقطة إلى نقطة). هذا يلغي الحاجة إلى إنهاء خارجي.

من السمات المهمة للحلقة أن كل كمبيوتر يعيد إرسال (يستعيد ، يضخم) الإشارة القادمة إليه ، أي أنه يعمل كمكرر. توهين الإشارة في الحلقة بأكملها غير ذي صلة ، فقط التوهين بين أجهزة الكمبيوتر المجاورة في الحلقة مهم. إذا كان الحد الأقصى لطول الكبل ، المحدد بالتوهين ، هو Lpr ، فيمكن أن يصل إجمالي طول الحلقة إلى NLpr ، حيث N هو عدد أجهزة الكمبيوتر في الحلقة. سيكون الحجم الإجمالي للشبكة في الحد هو NLpr / 2 ، حيث سيتعين طي الحلقة إلى النصف. من الناحية العملية ، يصل حجم الشبكات الحلقية إلى عشرات الكيلومترات (على سبيل المثال ، في شبكة FDDI). الحلقة في هذا الصدد متفوقة بشكل كبير على أي طوبولوجيا أخرى.

لا يوجد مركز محدد بوضوح في الهيكل الدائري ، يمكن أن تكون جميع أجهزة الكمبيوتر متشابهة ومتساوية. ومع ذلك ، غالبًا ما يتم تخصيص مشترك خاص في الحلقة ، والذي يدير التبادل أو يتحكم فيه. من الواضح أن وجود مشترك التحكم الفردي هذا يقلل من موثوقية الشبكة ، لأن فشلها يشل التبادل بالكامل على الفور.

بالمعنى الدقيق للكلمة ، فإن أجهزة الكمبيوتر الموجودة في الحلقة ليست متساوية تمامًا في الحقوق (على عكس ، على سبيل المثال ، طوبولوجيا الناقل). بعد كل شيء ، يتلقى أحدهم بالضرورة معلومات من جهاز كمبيوتر يرسل إلى هذه اللحظة، سابقًا ، وآخرون - لاحقًا. بناءً على ميزة الهيكل هذه ، تم بناء طرق التحكم في التبادل عبر الشبكة ، المصممة خصيصًا للحلقة. في مثل هذه الأساليب ، يتم نقل الحق في النقل التالي (أو ، كما يقولون ، لالتقاط الشبكة) بالتسلسل إلى الكمبيوتر التالي في الدائرة. يعد توصيل المشتركين الجدد بالحلقة أمرًا بسيطًا للغاية ، على الرغم من أنه يتطلب إغلاقًا إلزاميًا للشبكة بأكملها طوال مدة الاتصال. كما في حالة الحافلة ، يمكن أن يكون الحد الأقصى لعدد المشتركين في الحلقة كبيرًا جدًا (يصل إلى ألف أو أكثر). عادة ما تكون طوبولوجيا الحلقة مقاومة للغاية للازدحام ، وتضمن عملية موثوقة مع تدفقات كبيرة من المعلومات المنقولة عبر الشبكة ، لأنه ، كقاعدة عامة ، لا توجد تعارضات (على عكس الحافلة) ، ولا يوجد أيضًا مشترك مركزي (على عكس النجم ) ، والتي يمكن أن تكون مثقلة بتدفقات كبيرة من المعلومات.

أرز. 1.12. شبكة ذات حلقتين

تمر الإشارة في الحلقة بالتسلسل عبر جميع أجهزة الكمبيوتر الموجودة على الشبكة ، لذا فإن فشل أحدها على الأقل (أو معدات الشبكة الخاصة به) يؤدي إلى تعطيل عمل الشبكة ككل. هذا هو عيب كبير في الحلبة.

وبالمثل ، فإن الدائرة المفتوحة أو القصيرة في أي من الكابلات الموجودة في الحلقة تجعل الشبكة بأكملها مستحيلة. من بين الهياكل الثلاثة التي تم النظر فيها ، فإن الحلقة هي الأكثر عرضة لتلف الكبلات ، لذلك ، في حالة الهيكل الدائري ، يتم توفيرها عادةً لوضع خطي اتصال متوازيين (أو أكثر) ، أحدهما في احتياطي.

في بعض الأحيان ، تعتمد الشبكة ذات الهيكل الدائري على خطي اتصال دائريين متوازيين ينقلان المعلومات في اتجاهين متعاكسين (الشكل 1.12). الغرض من هذا الحل هو زيادة سرعة نقل المعلومات عبر الشبكة (من الناحية المثالية ، مرتين). بالإضافة إلى ذلك ، في حالة تلف أحد الكبلات ، يمكن للشبكة العمل باستخدام كبل آخر (ومع ذلك ، ستنخفض السرعة القصوى).

في حالة طوبولوجيا الحلقة النجمية ، لا يتم دمج أجهزة الكمبيوتر نفسها في حلقة ، ولكن محاور خاصة (كما هو موضح في الشكل 1.16 في شكل مستطيلات) ، يتم توصيل أجهزة الكمبيوتر بها باستخدام خطوط اتصال مزدوجة على شكل نجمة. في الواقع ، يتم تضمين جميع أجهزة الكمبيوتر على الشبكة في حلقة مغلقة ، لأن خطوط الاتصال تشكل حلقة مغلقة داخل المحاور (كما هو موضح في الشكل 1.16). تتيح لك هذه الهيكلية الجمع بين مزايا الهيكل النجمي والحلقة. على سبيل المثال ، تسمح لك لوحات الوصل بجمع كل نقاط اتصال الكابلات في الشبكة في مكان واحد. إذا تحدثنا عن توزيع المعلومات ، فإن هذه الطوبولوجيا تعادل الحلقة الكلاسيكية.

في الختام ، يجب أن يقال أيضًا عن الهيكل الشبكي (شبكة) ، حيث تتواصل أجهزة الكمبيوتر مع بعضها البعض ليس من خلال واحد ، ولكن من خلال العديد من خطوط الاتصال التي تشكل شبكة (الشكل 1.17).

أرز. 1.17 طوبولوجيا الشبكة: كامل (أ) وجزئي (ب)

في الهيكل الشبكي الكامل ، يتصل كل كمبيوتر مباشرة بجميع أجهزة الكمبيوتر الأخرى. في هذه الحالة ، مع زيادة عدد أجهزة الكمبيوتر ، يزداد عدد خطوط الاتصال بشكل حاد. بالإضافة إلى ذلك ، فإن أي تغيير في تكوين الشبكة يتطلب تغييرات في أجهزة الشبكة لجميع أجهزة الكمبيوتر ، لذلك لم يتم اعتماد الهيكل الشبكي الكامل على نطاق واسع.

تفترض طبولوجيا الشبكة الجزئية اتصالات مباشرة فقط لأجهزة الكمبيوتر الأكثر نشاطًا التي تنقل أكبر قدر من المعلومات. يتم توصيل باقي أجهزة الكمبيوتر من خلال عقد وسيطة. يسمح لك هيكل الشبكة باختيار مسار لتسليم المعلومات من المشترك إلى المشترك ، وتجاوز الأقسام المعيبة. من ناحية ، يزيد هذا من موثوقية الشبكة ، ومن ناحية أخرى ، يتطلب الأمر تعقيدًا كبيرًا لمعدات الشبكة ، والتي يجب أن تختار المسار.

المجموعات الوظيفية للأجهزة في الشبكة

الغرض الرئيسي من أي شبكة كمبيوتر هو توفير المعلومات والموارد الحاسوبية للمستخدمين المتصلين بها.

من وجهة النظر هذه ، يمكن اعتبار شبكة الكمبيوتر المحلية بمثابة مجموعة من الخوادم ومحطات العمل.

الخادم- جهاز كمبيوتر متصل بالشبكة ويقدم لمستخدميه خدمات معينة.

يمكن للخوادم تنفيذ تخزين البيانات وإدارة قاعدة البيانات ومعالجة المهام عن بُعد ومهام الطباعة وعدد من الوظائف الأخرى التي قد يطلبها مستخدمو الشبكة. الخادم هو مصدر موارد الشبكة.

محطة عمل- جهاز كمبيوتر شخصي متصل بالشبكة يمكن للمستخدم من خلاله الوصول إلى مواردها.

تعمل محطة عمل الشبكة في أوضاع الشبكة والوضع المحلي. مزود بنظام التشغيل الخاص به (MS DOS ، Windows ، إلخ) ، يوفر للمستخدم كل شيء الأدوات اللازمةلحل المشاكل التطبيقية.

يجب إيلاء اهتمام خاص لنوع واحد من الخوادم - خادم الملفات. في المصطلحات الشائعة ، يتم اعتماد اسم مختصر لها - خادم الملفات.

يقوم خادم الملفات بتخزين بيانات مستخدمي الشبكة ويوفر لهم الوصول إلى هذه البيانات. هذا كمبيوتر عالي السعة ذاكرة الوصول العشوائيومحركات أقراص ثابتة عالية السعة ومحركات أشرطة اختيارية (أجهزة بث).

تعمل تحت سيطرة نظام تشغيل خاص يوفر وصولاً متزامنًا لمستخدمي الشبكة إلى البيانات الموجودة عليها ،

يؤدي خادم الملفات الوظائف التالية: تخزين البيانات ، أرشفة البياناتمزامنة تغييرات البيانات من قبل مستخدمين مختلفين ونقل البيانات.

بالنسبة للعديد من المهام ، لا يكفي استخدام خادم ملف واحد. ثم يمكن توصيل عدة خوادم بالشبكة. من الممكن أيضًا استخدام أجهزة الكمبيوتر الصغيرة كخوادم للملفات.

إدارة تفاعل الأجهزة على الشبكة

تضمن أنظمة المعلومات المبنية على أساس شبكات الكمبيوتر حل المهام التالية: تخزين البيانات ومعالجة البيانات وتنظيم وصول المستخدم إلى البيانات ونقل البيانات ونتائج معالجة البيانات للمستخدمين.

في أنظمة المعالجة المركزية ، تم تنفيذ هذه الوظائف بواسطة الكمبيوتر المركزي (Mainframe ، Host).

تنفذ شبكات الكمبيوتر معالجة البيانات الموزعة. يتم توزيع معالجة البيانات في هذه الحالة بين كائنين: العميل والخادم.

عميل- مهمة أو محطة عمل أو مستخدم شبكة كمبيوتر.

في عملية معالجة البيانات ، يمكن للعميل تقديم طلب إلى الخادم لأداء إجراءات معقدة ، وقراءة ملف ، والبحث عن معلومات في قاعدة بيانات ، وما إلى ذلك.

الخادم الذي تم تحديده مسبقًا يلبي الطلب من العميل. يتم تمرير نتائج الاستعلام إلى العميل. يوفر الخادم تخزين البيانات العامة ، وينظم الوصول إلى هذه البيانات وينقلها البيانات للعميل,

يقوم العميل بمعالجة البيانات المستلمة ويقدم نتائج المعالجة في شكل مناسب للمستخدم. من حيث المبدأ ، يمكن أيضًا إجراء معالجة البيانات على الخادم. ل أنظمة مماثلةالشروط المقبولة - الأنظمة خدمة الزبائنأو بنية خادم العميل.

يمكن استخدام بنية خادم العميل في شبكات المنطقة المحلية من نظير إلى نظير وفي شبكة بها خادم مخصص.

شبكة الند للند... في مثل هذه الشبكة ، لا يوجد مركز تحكم واحد لتفاعل محطات العمل ولا يوجد جهاز واحدلتخزين البيانات. يتم توزيع نظام تشغيل الشبكة عبر جميع محطات العمل. يمكن لكل محطة على الشبكة أداء وظائف كل من العميل والخادم. يمكنه خدمة الطلبات من محطات العمل الأخرى وتوجيه طلبات الخدمة إلى الشبكة.

جميع الأجهزة المتصلة بالمحطات الأخرى (الأقراص والطابعات) متاحة لمستخدم الشبكة.

مزايا شبكات الند للند: تكلفة منخفضة وموثوقية عالية.

مساوئ شبكات الند للند:

• اعتماد كفاءة الشبكة على عدد المحطات ؛

• تعقيد إدارة الشبكة ؛

• تعقيد ضمان حماية المعلومات ؛

• صعوبات في تحديث وتغيير برامج المحطة.

الأكثر شيوعًا هي شبكات الند للند التي تعتمد على أنظمة تشغيل الشبكة LANtastic و NetWare Lite.

شبكة خادم مخصصة... في شبكة بها خادم مخصص ، يقوم أحد أجهزة الكمبيوتر بوظائف تخزين البيانات المعدة للاستخدام من قبل جميع محطات العمل ، وإدارة التفاعل بين محطات العمل ، وعدد من وظائف الخدمة.

يشار إلى هذا الكمبيوتر عادةً بخادم الشبكة. تم تثبيت نظام تشغيل شبكة عليه ، وكلها مشتركة الأجهزة الخارجية- محركات الأقراص الصلبة والطابعات وأجهزة المودم.

عادة ما يتم الاتصال بين محطات العمل على الشبكة من خلال الخادم. يمكن تمثيل التنظيم المنطقي لمثل هذه الشبكة بطوبولوجيا نجمية. يعمل الخادم كجهاز مركزي. في الشبكات ذات التحكم المركزي ، من الممكن تبادل المعلومات بين محطات العمل ، وتجاوز خادم الملفات. يمكنك استخدام برنامج NetLink للقيام بذلك. بعد تشغيل البرنامج على محطتي عمل ، يمكنك نقل الملفات من قرص محطة إلى قرص أخرى (على غرار عملية نسخ الملفات من دليل إلى آخر باستخدام برنامج Norton Commander).

مزايا الشبكة بخادم مخصص:

• نظام موثوق لأمن المعلومات ؛

• أداء عالي؛

• لا توجد قيود على عدد محطات العمل ؛

• سهولة الإدارة مقارنة بشبكات نظير إلى نظير ،

عيوب الشبكة:

• التكلفة العالية بسبب تخصيص جهاز كمبيوتر واحد للخادم ؛

• اعتماد سرعة الشبكة وموثوقيتها على الخادم ؛

• مرونة أقل مقارنة بشبكات الاتصال من نظير إلى نظير.

شبكات الخوادم المخصصة هي الأكثر شيوعًا بين مستخدمي شبكات الكمبيوتر. أنظمة تشغيل الشبكة لهذه الشبكات هي LANServer (IBM) وإصدارات 3.51 و 4.0 من Windows NT Server و NetWare (Novell).

طوبولوجيا وطرق نموذجية للوصول إلى الشبكة المحلية

وسائط LAN المادية

توفر الوسيلة المادية نقل المعلومات بين المشتركين في شبكة الكمبيوتر. كما ذكرنا سابقًا ، يتم تمثيل وسيط النقل المادي لشبكة LAN بثلاثة أنواع من الكابلات: أسلاك مجدولة ، وكابل متحد المحور ، وكابل ألياف بصرية.

يتكون الزوج الملتوي من سلكين معزولين ملتويين معًا (الشكل 6.19). يقلل التواء الأسلاك من تأثير المجالات الكهرومغناطيسية الخارجية على الإشارات المرسلة. أبسط خيار زوج مجدول هو كابل الهاتف ، أزواج ملتويةلديك خصائص مختلفةتحددها الأبعاد والعزل والتواء الملعب. إن الرخص الرخيص لهذا النوع من وسائط النقل يجعله مشهورًا جدًا للشبكات المحلية.

أرز. 6.19.أسلاك زوج ملتوية

العيب الرئيسي للزوج الملتوي هو ضعف مناعة الضوضاء وانخفاض معدل نقل البيانات - 0.25 - 1 ميجابت / ثانية. تتيح التحسينات التكنولوجية زيادة سرعة الإرسال ومناعة الضوضاء (زوج ملتوي محمي) ، ولكن في نفس الوقت تزداد تكلفة هذا النوع من وسائط النقل.

الكبل متحد المحور (الشكل 6.20) بالمقارنة مع الزوج الملتوي يتمتع بقوة ميكانيكية أعلى ومناعة ضد الضوضاء ويوفر معدلات نقل معلومات تصل إلى 10-50 ميجابت / ثانية.للاستخدام الصناعي ، يتم إنتاج نوعين من الكابلات المحورية: سميكة ورقيقة. يعتبر الكبل السميك أكثر متانة ويحمل إشارات السعة المطلوبة عبر مسافة أكبر من الكابل الرفيع. في الوقت نفسه ، يكون الكابل الرقيق أرخص بكثير. يعد الكبل المحوري ، مثل الزوج الملتوي ، أحد الأنواع الشائعة لوسائط النقل لشبكات LAN.

أرز. 6.20... كابل متحد المحور

أرز. 6.21.كابل الألياف البصرية

كابل الألياف الضوئية هو وسيلة النقل المثالية (الشكل 6.21). لا يتأثر بالمجالات الكهرومغناطيسية وليس له عملياً أي إشعاع بحد ذاته. تجعل الخاصية الأخيرة من الممكن استخدامها في الشبكات التي تتطلب زيادة سرية المعلومات.

تبلغ سرعة نقل المعلومات عبر كبل الألياف الضوئية أكثر من 50 ميجابت / ثانية ، ومقارنة بالأنواع السابقة من وسائط النقل ، فهي أكثر تكلفة وأقل تقدمًا من الناحية التكنولوجية في التشغيل.

تم تصميم الشبكات المحلية ، التي تنتجها شركات مختلفة ، إما لواحد من أنواع وسائط النقل ، أو يمكن تنفيذها في إصدارات مختلفة ، بناءً على وسائط نقل مختلفة.

طبولوجيا LAN الأساسية

يمكن تحديد مواقع أجهزة الكمبيوتر التي تعد جزءًا من شبكة LAN بأكثر الطرق عشوائية في المنطقة التي يتم فيها إنشاء شبكة الكمبيوتر. وتجدر الإشارة إلى أنه بالنسبة لطريقة الوصول إلى وسيط الإرسال وطرق إدارة الشبكة ، فإنه ليس من غير المبالاة كيفية تحديد موقع أجهزة الكمبيوتر الخاصة بالمشتركين. لذلك ، من المنطقي التحدث عن طوبولوجيا LAN.

طوبولوجيا LANهو مخطط هندسي متوسط ​​لاتصالات عقد الشبكة.

يمكن أن تكون هياكل شبكات الكمبيوتر مختلفة تمامًا ، ولكن بالنسبة لشبكات الكمبيوتر المحلية ، هناك ثلاثة فقط نموذجية: الحلقة ، والحافلة ، والنجمة.

في بعض الأحيان ، من أجل البساطة ، يتم استخدام المصطلحات - الحلقة والإطارات والنجمة. لا ينبغي للمرء أن يعتقد أن الأنواع المدروسة من الطوبولوجيا تمثل حلقة مثالية أو خطًا مستقيمًا مثاليًا أو نجمة.

يمكن اعتبار أي شبكة كمبيوتر على أنها مجموعة من العقد.

عقدة- أي جهاز متصل مباشرة بوسيط الإرسال الخاص بالشبكة.

يعمل الهيكل على حساب متوسطات اتصالات عقدة الشبكة. إذن ، القطع الناقص ، والمنحنى المغلق ، والخط المتعدد المغلق ينتميان إلى طوبولوجيا الحلقة ، والشكل المتعدد المفتوح إلى الناقل الأول.

حلقييوفر الهيكل لتوصيل عقد الشبكة بمنحنى مغلق - كبل وسيط إرسال (الشكل 6.22). ناتج مضيف واحد متصل بإدخال آخر. تنتقل المعلومات الموجودة على الحلقة من عقدة إلى أخرى. تقوم كل عقدة وسيطة بين المرسل والمستقبل بترحيل الرسالة المرسلة. تتعرف عقدة الاستلام على الرسائل الموجهة إليها فقط وتستقبلها.

أرز. 6.22.شبكة طوبولوجيا الحلقة

الهيكل الدائري مثالي للشبكات التي تشغل مساحة صغيرة نسبيًا. لا يحتوي على محور مركزي ، مما يزيد من موثوقية الشبكة. تسمح إعادة إرسال المعلومات باستخدام أي نوع من الكابلات كوسيط إرسال.

إن الانضباط المتسق لخدمة عقد مثل هذه الشبكة يقلل من أدائها ، كما أن فشل إحدى العقد ينتهك سلامة الحلقة ويتطلب تدابير خاصة للحفاظ على مسار نقل المعلومات.

إطار العجلةالطوبولوجيا هي واحدة من أبسطها (الشكل 6.23). يرتبط باستخدام الكبل المحوري كوسيط إرسال. يتم نشر البيانات من عقدة شبكة الإرسال على طول الناقل في كلا الاتجاهين. العقد الوسيطة لا تبث الرسائل الواردة. تصل المعلومات إلى جميع العقد ، ولكن الرسالة التي يتم توجيهها إليها هي فقط. انضباط الخدمة متوازي.

أرز. 6.23.شبكة طوبولوجيا الحافلات

يوفر هذا ناقل LAN عالي الأداء. من السهل توسيع الشبكة وتكوينها ، فضلاً عن التكيف مع الأنظمة المختلفة. تقاوم شبكة طوبولوجيا الناقل الأعطال المحتملة للعقد الفردية.

شبكات طوبولوجيا الحافلات هي الأكثر شيوعًا حاليًا. وتجدر الإشارة إلى أنها قصيرة ولا تسمح باستخدام أنواع مختلفة من الكابلات داخل نفس الشبكة.

على شكل نجمةيعتمد الهيكل (الشكل 6.24) على مفهوم العقدة المركزية التي ترتبط بها العقد الطرفية. كل عقدة طرفية لها خط اتصال منفصل خاص بها مع العقدة المركزية. يتم نقل جميع المعلومات من خلال محور مركزي ، والذي يقوم بترحيل ومفاتيح وتوجيه تدفق المعلومات في الشبكة.

أرز. 6.24شبكة طوبولوجيا ستار

تعمل البنية النجمية على تبسيط تفاعل عقد LAN مع بعضها البعض بشكل كبير ، وتسمح باستخدام محولات شبكة أبسط. في الوقت نفسه ، يعتمد أداء الشبكة المحلية ذات الهيكل النجمي كليًا على الموقع المركزي.

في شبكات الكمبيوتر الحقيقية ، يمكن استخدام طبولوجيا أكثر تعقيدًا ، والتي تمثل في بعض الحالات مجموعات من تلك التي تم أخذها في الاعتبار.

يتم تحديد اختيار طوبولوجيا معينة من خلال مجال تطبيق الشبكة المحلية والموقع الجغرافي لعقدها وأبعاد الشبكة ككل.

طرق الوصول إلى الوسائط

وسيط الإرسال مورد مشتركلجميع العقد على الشبكة. لتتمكن من الوصول إلى هذا المورد من مضيف ، يلزم وجود آليات خاصة - طرق الوصول.

طريقة الوصول إلى الوسائط- طريقة تضمن استيفاء مجموعة من القواعد التي بموجبها تحصل عقد الشبكة على الوصول إلى مورد.

هناك فئتان رئيسيتان من طرق الموصل: حتمية ، غير حتمية.

باستخدام طرق الوصول الحتمية ، يتم توزيع وسيط الإرسال بين العقد باستخدام آلية تحكم خاصة تضمن نقل بيانات العقدة لفترة زمنية محددة وقصيرة إلى حد ما.

أكثر طرق الوصول الحتمية شيوعًا هي طريقة الاقتراع وطريقة الاستحقاق. تمت مناقشة طريقة المسح في وقت سابق. يتم استخدامه بشكل أساسي في شبكات طوبولوجيا النجوم.

تُستخدم طريقة نقل الحقوق في الشبكات ذات الهيكل الدائري. يعتمد على إرسال رسالة خاصة عبر الشبكة - رمز مميز.

علامة- رسالة خدمة ذات تنسيق معين ، يمكن لمشتركي الشبكة أن يضعوا فيه حزم المعلومات الخاصة بهم.

يدور الرمز المميز حول الحلقة ، وأي عقدة لديها بيانات لإرسالها تضعها في رمز مجاني ، وتضبط علامة مشغول الرمز المميز وتنقلها حول الحلقة. تستقبل العقدة التي تم توجيه الرسالة إليها ، وتعين علامة الإقرار وترسل الرمز المميز إلى الحلقة.

عقدة الإرسال ، بعد تلقيها إقرارًا ، تحرر الرمز المميز وترسله إلى الشبكة. هناك موصّلون يستخدمون رموزًا متعددة.

غير حتمية - تتيح طرق الوصول العشوائية منافسة جميع عقد الشبكة على حق النقل. من الممكن حدوث محاولات إرسال متزامنة من عدة عقد ، مما يؤدي إلى حدوث تصادمات.

أكثر طرق الوصول غير الحتمية شيوعًا هي الوصول المتعدد بحساس الناقل مع اكتشاف الاصطدام (CSMA / CD). من حيث الجوهر ، هذا هو وضع التنافس الموصوف سابقًا. يعني التحكم في تردد الموجة الحاملة أن العقدة التي ترغب في إرسال رسالة "تستمع" إلى وسيط الإرسال ، في انتظار تحريرها. إذا كانت الوسيطة حرة ، تبدأ العقدة في الإرسال.

وتجدر الإشارة إلى أن طوبولوجيا الشبكة وطريقة الوصول الوسيط وطريقة الإرسال ترتبط ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض. المكون المحدد هو هيكل الشبكة.

الغرض من الشبكة المحلية

على مدى السنوات الخمس الماضية ، انتشرت شبكات المناطق المحلية في مختلف مجالات العلوم والتكنولوجيا والإنتاج.

تستخدم الشبكات المحلية على نطاق واسع بشكل خاص في تطوير المشاريع الجماعية ، على سبيل المثال ، المعقدة أنظمة البرمجيات... على أساس شبكة LAN ، من الممكن إنشاء أنظمة تصميم بمساعدة الكمبيوتر. يتيح ذلك تنفيذ تقنيات جديدة لتصميم منتجات الهندسة الميكانيكية وإلكترونيات الراديو وتكنولوجيا الكمبيوتر. في ظل ظروف تطور اقتصاد السوق ، يصبح من الممكن إنشاء منتجات تنافسية ، وتحديثها بسرعة ، وضمان تنفيذ الاستراتيجية الاقتصادية للمؤسسة.

الشبكات المحلية تسمح أيضا بتنفيذ الجديد تكنولوجيا المعلوماتفي أنظمة الإدارة التنظيمية والاقتصادية.

في المعامل التعليمية بالجامعات ، تسمح الشبكات المحلية بتحسين جودة التعليم وإدخال تقنيات التدريس الذكية الحديثة.

تجميع LAN

أسباب دمج LAN

بمرور الوقت ، يتوقف نظام LAN الذي تم إنشاؤه في مرحلة معينة من التطور عن تلبية احتياجات جميع المستخدمين ، ومن ثم تنشأ مشكلة توسيعه. وظائف... قد يكون من الضروري أن تتحد داخل الشركة مختلف الشبكات المحلية التي ظهرت في أقسامها وفروعها المختلفة في أوقات مختلفة ، على الأقل لتنظيم تبادل البيانات مع الأنظمة الأخرى. يمكن حل مشكلة توسيع تكوين الشبكة سواء في مساحة محدودة أو من خلال الوصول إلى البيئة الخارجية.

الرغبة في الوصول الي بعض موارد إعلاميةقد تتطلب اتصالات LAN بشبكات ذات مستوى أعلى.

في أبسط إصدار ، يكون اتصال LAN ضروريًا لتوسيع الشبكة ككل ، ولكن الإمكانات التقنية الشبكة الحاليةاستنفدت ، لا يمكن ربط المشتركين الجدد بها. يمكنك فقط إنشاء شبكة LAN أخرى ودمجها مع شبكة موجودة باستخدام إحدى الطرق التالية.

طرق اتصال LAN

كوبري. أسهل طريقة لتوصيل شبكة LAN هي دمج نفس الشبكات في مساحة محدودة. يفرض وسيط النقل المادي قيودًا على الطول كابل الشبكة... ضمن الطول المسموح به ، يتم إنشاء جزء شبكة - جزء شبكة. تستخدم الجسور لتوصيل أجزاء الشبكة.

كوبري- جهاز يربط شبكتين باستخدام نفس طرق نقل البيانات.

يجب أن تحتوي الشبكات التي توحدها الغسيل على نفس مستويات الشبكة لنموذج التفاعل أنظمة مفتوحة، قد يكون للمستويات الدنيا بعض الاختلافات.

بالنسبة لشبكة من أجهزة الكمبيوتر الشخصية ، فإن الجسر عبارة عن كمبيوتر منفصل به برامج خاصة وأجهزة إضافية. يمكن للجسر توصيل شبكات من طبولوجيا مختلفة ، ولكن يعمل تحت سيطرة نفس النوع من أنظمة تشغيل الشبكة.

يمكن أن تكون الجسور محلية أو بعيدة.

• تربط الجسور المحلية الشبكات الموجودة في منطقة محدودة داخل نظام موجود.

• تقوم الجسور البعيدة بتوصيل الشبكات المتفرقة جغرافياً باستخدام قنوات الاتصال الخارجية وأجهزة المودم.

الجسور المحلية ، بدورها ، مقسمة إلى داخلية وخارجية.

• توجد الجسور الداخلية عادةً على أحد أجهزة الكمبيوتر الخاصة بشبكة معينة وتجمع بين وظيفة الجسر ووظيفة كمبيوتر المشترك ، ويتم توسيع الوظائف عن طريق تثبيت بطاقة شبكة إضافية.

• تتيح الجسور الخارجية استخدام كمبيوتر منفصل مع برامج خاصة لأداء وظائفها.

جهاز التوجيه (جهاز التوجيه). يتطلب تكوين الشبكة المعقد ، وهو اتصال لعدة شبكات ، جهازًا خاصًا. تتمثل مهمة هذا الجهاز في إرسال رسالة إلى المرسل إليه على الشبكة المطلوبة. هذا الجهاز يسمى جهاز التوجيه.

جهاز التوجيه ،أو جهاز التوجيه، - ربط الجهاز بالشبكات أنواع مختلفةولكن باستخدام نفس نظام التشغيل.

يؤدي جهاز التوجيه وظائفه على طبقة الشبكة، لذلك يعتمد على بروتوكولات الاتصال ، لكنه لا يعتمد على نوع الشبكة. باستخدام عنوانين - عنوان الشبكة وعنوان المضيف ، يختار جهاز التوجيه بشكل فريد محطة معينة على الشبكة.

مثال 6.7.من الضروري إنشاء اتصال بمشترك في شبكة الهاتف الموجود في مدينة أخرى. أولاً ، يتم طلب عنوان شبكة الهاتف لهذه المدينة - رمز المنطقة. ثم - عنوان مضيف هذه الشبكة - رقم هاتفمشترك. يتم تنفيذ وظائف جهاز التوجيه بواسطة جهاز PBX.

يمكن للموجه أيضًا اختيار أفضل مسار لإرسال رسالة إلى مشترك في الشبكة ، ويقوم بتصفية المعلومات التي تمر عبره ، وإرسال المعلومات الموجهة إليه فقط إلى إحدى الشبكات.

بالإضافة إلى ذلك ، يوفر جهاز التوجيه موازنة الحمل في الشبكة عن طريق إعادة توجيه تدفقات الرسائل عبر قنوات الاتصال المجانية.

بوابة.لدمج شبكة LAN بشكل كامل أنواع مختلفةتعمل وفقًا لبروتوكولات مختلفة بشكل كبير ، يتم توفير أجهزة خاصة - بوابات.

بوابة- جهاز يسمح لك بتنظيم تبادل البيانات بين شبكتين باستخدام بروتوكولات اتصال مختلفة.

تؤدي البوابة وظائفها على المستويات فوق الشبكة. لا تعتمد على وسيط الإرسال المستخدم ، ولكنها تعتمد على بروتوكولات الاتصال المستخدمة. عادةً ما تقوم البوابة بالتحويل بين البروتوكولين.

باستخدام البوابات ، يمكنك توصيل شبكة محلية بالكمبيوتر المضيف ، وكذلك توصيل شبكة محلية بالشبكة العالمية.

مثال 6.8.من الضروري توحيد الشبكات المحلية الموجودة في مدن مختلفة. يمكن حل هذه المهمة باستخدام شبكة نقل البيانات العالمية. هذه الشبكة عبارة عن شبكة تبديل حزم تعتمد على بروتوكول X.25. تقوم البوابة بتوصيل الشبكة المحلية بشبكة X.25. تقوم البوابة بإجراء تحويلات البروتوكول المطلوبة وتمكين الاتصال بين الشبكات.

يتم إنشاء الجسور وأجهزة التوجيه وحتى البوابات هيكليًا في شكل بطاقات مثبتة في أجهزة الكمبيوتر. يمكنهم أداء وظائفهم في وضع الفصل الكامل للوظائف ، وفي وضع الجمع بينها وبين وظائف محطة عمل شبكة الكمبيوتر.

تقليديا ، القطة هي أول من يدخل المنزل. بالنسبة للمؤسسات ، تلعب شبكة المنطقة المحلية دور "القط" أحيانًا. بدونها ، ستبدأ شركة نادرة العمل في مكتب جديد.

تثبيت LAN (شبكة المنطقة المحلية ، أو LAN ، أي شبكة المنطقة المحلية - شرط أساسي لـ عمل فعالشركة حديثة لا تستطيع الاستغناء عن أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الإلكترونية الأخرى.

ولكن ما هي الشبكة المحلية؟ سلك أبيض يمتد على طول الجدران ويتم توصيله بجهاز الكمبيوتر الخاص بك؟ قد تفاجأ بمعرفة مقدار ما يتم تضمينه في مفهوم شبكة المنطقة المحلية.

ما هي شبكة المنطقة المحلية؟

الشبكة المحلية عبارة عن مجموعة من البرامج والأجهزة لتوصيل أجهزة الكمبيوتر بها نظام موحدتخزين ومعالجة المعلومات. بعبارات أبسط ، الشبكة المحلية هي كل شيء: أجهزة الكمبيوتر وأجهزة المودم والخوادم وأجهزة التوجيه والمحولات وغيرها من المعدات. هذا من جهة. من ناحية أخرى ، أنظمة التشغيل وبروتوكولات الشبكة.

تشير كلمة "محلي" في اسم الشبكة المحلية إلى حجم الشبكة. عادة ما يعمل على توحيد مكتب أو مبنى واحد. نادرا ، عدة منازل.

يجب ألا تزيد المسافة بين أجهزة الكمبيوتر في الشبكة المحلية عن 100 متر. هذا يرجع إلى حقيقة أن الإشارة الكهربائية لا يمكنها السفر لمسافات طويلة على طول الكابل. يمكن مكافحة هذا القيد. لهذا ، يتم وضع معدات الشبكة النشطة بين أجهزة الكمبيوتر.

ما هي الشبكة المحلية؟

فيما يلي المهام الرئيسية التي تم حلها بفضل شبكة المنطقة المحلية:

• مشاركة الانترنت... بفضل تركيب شبكة محلية في المكتب ، من الممكن تنظيم اتصال بالإنترنت لكل موظف دون أي تكلفة خاصة.
• اتصالي... بفضل الشبكة المحلية ، يمكنك تكوين ملفات خادم البريدوتنظيم خادم البريد أو تثبيت برنامج التبادل رسالة فورية.
• تعاون... يمكن للموظفين التعاون في المستندات الموجودة على الخادم دون إنشاء نسخ مكررة أو نسخ مطبوعة. يسير العمل بشكل أسرع وأكثر تنظيماً.
• مشاركة الطابعات والنسخ والماسحات الضوئية.يمكنك توفير تكاليف الاستهلاك بشكل كبير عن طريق شراء طابعة أو ماسح ضوئي متصل بالشبكة.
• يفتح الويب آفاقًا ضخمةلتنظيم العمل المكتبي. على سبيل المثال ، يمكنك استخدام الشركة نظام معلومات(رابطة الدول المستقلة).

لا ، هذه ليست جميع إمكانيات الشبكة ، ولكن ما سبق كافٍ لفهم مدى القوة التي يمكن أن تصبح عليها شبكة محلية جيدة التخطيط والتهيئة.

يحتوي اسم الشبكة المحلية بالفعل على الغرض والوظائف والقيود الخاصة بالنظام. دعونا نقسم الاسم إلى مكوناته. محلي، مشتق من اللغة الإنجليزية المحلية - المحلية ، أي أن الشبكة مرتبطة بموقع جغرافي محدد ولها قيود إقليمية ، الحوسبة، يرتبط بتكوين الشبكة (المعدات الحاسوبية ، والبرمجيات) والغرض منها ، شبكة الاتصال- يعني دمج المعدات الحاسوبية والبرمجيات في منطقة معينة (محلية) في شبكة (عن طريق الكابلات).

وبالتالي ، يمكننا صياغة تعريف شبكة المنطقة المحلية (LAN) - نظام موارد الحوسبة المترابطة (أجهزة الكمبيوتر ، الخوادم ، أجهزة التوجيه ، البرامج ، إلخ) ، موزعة على مساحة صغيرة نسبيًا (مكتب أو مجموعة من المباني) ، تعمل في مجال الاستقبال والإرسال والتخزين ومعالجة المعلومات بمختلف أنواعها.

يمكن لشبكات المناطق المحلية المختلفة أن تعمل بشكل منفصل أو أن تكون مترابطة عن طريق الاتصالات ، على سبيل المثال ، في الشركات التي لديها شبكة فرعية في مدن مختلفة. بفضل هذا الاتصال ، يمكن للمستخدم التفاعل مع محطات العمل الأخرى المتصلة بشبكة المنطقة المحلية هذه. هناك شبكات محلية ، مفصولة جغرافياً عقدها بمسافات تزيد عن 12500 كيلومتر (محطات فضائية ومراكز مدارية) ، لكن لا يزال يشار إليها على أنها محلية.

الغرض من الشبكة المحلية هو توفير وصول مشترك ومتزامن لمجموعة معينة من الأشخاص إلى البيانات والبرامج والمعدات (أجهزة الكمبيوتر ، والطابعات ، والراسمات ، وأجهزة التخزين والمعالجة للملفات وقواعد البيانات) ونقل البيانات (الرسومات الإلكترونية ، ومعالجة الكلمات ، البريد الإلكتروني ، والوصول إلى نقل بيانات قواعد البيانات عن بعد ، ونقل الصوت الرقمي).

على سبيل المثال: يقبل المدير أمرًا ما ويدخله في الكمبيوتر ، ثم ينتقل الأمر إلى قسم المحاسبة ويتم تكوين فاتورة هناك ، وفي نفس الوقت يمكن أن تصل المعلومات إلى الخدمة القانونية لإنشاء اتفاقية.

خصائص LAN:

• قنوات عالية السرعة (1-400 ميجابت / ثانية) ، تنتمي بشكل أساسي إلى مستخدم واحد ؛
• عادة ما تتراوح المسافة بين محطات العمل المتصلة بشبكة محلية من عدة مئات إلى عدة آلاف من الأمتار ؛
• نقل البيانات بين محطات مستخدمي الكمبيوتر ؛
• لا مركزية المعدات الطرفية ، مثل المعالجات الدقيقة وشاشات العرض وسجلات النقد وما إلى ذلك.
• نقل البيانات إلى المشتركين المتصلين بالشبكة عبر كابل مشترك ؛

الوظائف الرئيسية للشبكة المحلية هي:

• توفير الوصول المتزامن إلى المعدات والبرامج والمعلومات المتصلة بالشبكة ؛
• تقليل مخاطر الوصول غير المصرح به إلى المعلومات وموارد الشبكة ؛
• التمايز في الوصول إلى المعلومات وموارد الشبكة ؛
• ضمان التبادل السريع والسري والعمل المتزامن مع المعلومات لدائرة معينة من الناس ؛
• السيطرة على تدفق المعلومات، بما في ذلك الواردة والصادرة ؛
• تحديد وظائف التحكم والأشخاص المسؤولين في كل عقدة (كل عقدة مسؤولة مدير النظامأداء الخدمة ، وكقاعدة عامة ، وظائف التحكم) ؛
• تحسين تكاليف البرامج والمعدات بسبب استخدامها الجماعي (على سبيل المثال ، طابعة واحدة لعدة أقسام ، وما إلى ذلك)

نتيجة لاستخدام شبكة LAN ، تم توحيد أجهزة الكمبيوتر الشخصية الموجودة في العديد من أماكن العمل البعيدة. تتوقف أماكن عمل الموظفين عن العزلة وتتحد في نظام واحد له خاصته فوائد:

• إمكانية الوصول عن بعد إلى المعدات والبرمجيات والمعلومات ؛
• تحسين موارد المعالج ؛
• عدد ومعدل أخطاء أقل مقارنة بشبكة تعتمد على قنوات الهاتف ؛
• عرض النطاق الترددي أعلى من الشبكة العالمية ؛
• إمكانية إعادة التشكيل والتطوير من خلال ربط محطات جديدة

منطقة التطبيقشبكات المنطقة المحلية واسعة جدًا ، وتوجد حاليًا مثل هذه الأنظمة في كل مكتب تقريبًا (على سبيل المثال ، يتم تثبيت طابعة واحدة على عدة أجهزة كمبيوتر ، أو تستخدم العديد من أجهزة الكمبيوتر برنامجًا واحدًا ، على سبيل المثال ، 1C: المحاسبة ، وما إلى ذلك). كل يوم ، تتزايد تدفقات المعلومات ، والبرنامج المستخدم أكثر تعقيدًا وعمليًا ، وتتوسع جغرافية أنشطة المنظمات. لا يصبح استخدام مرافق الشبكة المحلية مرغوبًا فيه فحسب ، بل يصبح ضروريًا للتشغيل الناجح وتطوير الأعمال والعلوم وتعليم الطلاب وأطفال المدارس وتدريب المتخصصين وإعادة تدريبهم والأداء. البرامج الحكوميةوالوظائف ، إلخ.

هيكل الشبكة.

يتم تحديد هيكل الشبكة المحلية من خلال مبدأ الإدارة ونوع الاتصال ؛ غالبًا ما يعتمد على هيكل المنظمة التي يتم تقديمها. يتم استخدام أنواع الطوبولوجيا: الحافلة ، الحلقة ، الشعاعية ، الشجرة. النوعان الأولان هما الأكثر شيوعًا ، نظرًا للاستخدام الفعال لقنوات الاتصال وسهولة الإدارة والتوسع المرن وخيارات التغيير.

طوبولوجيا الحافلات- يتم ربط جميع أجهزة الكمبيوتر في سلسلة من خلال الاتصال بقطعة كابل جذع (جذع) ، ويتم وضع أطراف التوصيل في نهاياتها لتثبيط انتشار الإشارة في كلا الاتجاهين. أجهزة الكمبيوتر على الشبكة الاتصال كابل متحد المحورمع موصل نقطة الإنطلاق. عرض النطاق الترددي للشبكة - 10 ميجابت / ثانية ، لـ التطبيقات الحديثةباستخدام بيانات الفيديو والوسائط المتعددة ، فهذا لا يكفي. وتتمثل ميزة هذا الهيكل في انخفاض تكاليف الأسلاك والتوصيلات الموحدة.

طوبولوجيا الحافلة سلبية. لا يؤثر فشل جهاز كمبيوتر على أداء الشبكة. يؤدي تلف كابل الجذع (الناقل) إلى انعكاس الإشارة وتصبح الشبكة بأكملها معطلة. يتطلب إيقاف تشغيل هذه الشبكة والاتصال بها بشكل خاص كسر الحافلة ، مما يتسبب في تعطيل تدفق المعلومات وتجميد النظام.

طوبولوجيا الشجرة- تكوين أكثر تقدمًا لنوع "الناقل". يتم توصيل العديد من الحافلات البسيطة بحافلة العمود الفقري المشتركة من خلال أجهزة إعادة الإرسال النشطة أو المضاعفات السلبية.

طوبولوجيا النجوم(نجمة) - هي الأسرع بين جميع الهياكل ، حيث تمر المعلومات بين محطات العمل الطرفية عبر العقدة المركزية لشبكة الكمبيوتر. عقدة التحكم المركزية - يمكن لخادم الملفات تنفيذ آلية حماية مثالية ضد الوصول غير المصرح به إلى المعلومات. يمكن التحكم في شبكة الكمبيوتر بالكامل من مركزها.

اتصال الكبل بسيط إلى حد ما حيث أن كل محطة عمل متصلة فقط بالموقع المركزي. تكلفة الكابلات مرتفعة للغاية ، خاصةً عندما لا يقع الموقع المركزي جغرافيًا في وسط الهيكل. عند توسيع شبكات الكمبيوتر ، لا يمكن استخدام اتصالات الكابلات التي تم إجراؤها مسبقًا: يجب وضع كبل منفصل في مكان العمل الجديد من مركز الشبكة.

في حالة التكوين التسلسلي لشبكة LAN ، يقوم كل جهاز وسائط مادية بنقل المعلومات إلى جهاز واحد فقط. هذا يقلل من متطلبات أجهزة الإرسال والاستقبال ، لأن جميع المحطات تشارك بنشاط في الإرسال.

طوبولوجيا الحلقة(الحلقة) - يتم توصيل أجهزة الكمبيوتر بواسطة مقاطع من كبل على شكل حلقة ، وهي مطابقة بشكل أساسي لكابل الناقل ، باستثناء الحاجة إلى استخدام "أجهزة إنهاء". في حالة حدوث عطل في أحد قطاعات الشبكة ، تفشل الشبكة بالكامل.

تنتقل الإشارات في اتجاه واحد فقط. كل محطة متصلة مباشرة بمحطتين متجاورتين ، لكنها تستمع إلى إرسال أي محطة. تتكون الحلقة من عدة أجهزة إرسال واستقبال والوسيط المادي الذي يربط بينها. يمكن أن تتمتع جميع المحطات بحقوق وصول متساوية إلى الوسيط المادي. في هذه الحالة ، يمكن أن تعمل إحدى المحطات كمراقب نشط يخدم تبادل المعلومات. قد يكون توجيه الكابلات من محطة عمل إلى أخرى أمرًا صعبًا ومكلفًا للغاية ، خاصةً إذا كانت محطات العمل موجودة جغرافيًا بعيدًا عن الحلقة (على سبيل المثال ، في خط).

تكمن المشكلة الرئيسية في الهيكل الدائري في أن كل محطة عمل يجب أن تشارك بنشاط في نقل المعلومات ، وإذا فشلت واحدة منها على الأقل ، فإن الشبكة بأكملها مشلولة. يتم تحديد الأعطال في توصيلات الكابلات بسهولة. يتطلب توصيل محطة عمل جديدة إيقاف تشغيل الشبكة ، حيث يجب فتح الحلقة أثناء التثبيت. لا يوجد حد لطول شبكة الكمبيوتر ، حيث يتم تحديدها في النهاية فقط من خلال المسافة بين محطتي عمل.

يمكن توصيل أجهزة الكمبيوتر ببعضها البعض باستخدام وسائط وصول مختلفة: موصلات نحاسية (زوج مجدول) وموصلات بصرية (كبلات ضوئية) وعبر قناة راديو (تقنيات لاسلكية). يتم إنشاء الاتصالات السلكية والبصرية عبر Ethernet واللاسلكية - عبر Wi-Fi و Bluetooth و GPRS ووسائل أخرى. غالبًا ما يتم إنشاء الشبكات المحلية على تقنيات Ethernet أو Wi-Fi. وتجدر الإشارة إلى أنه تم استخدام بروتوكولات Frame Relay و Token ring في السابق ، والتي أصبحت اليوم نادرة بشكل متزايد ، ولا يمكن رؤيتها إلا في المختبرات المتخصصة والمؤسسات والخدمات التعليمية.

مكونات بناء شبكة محلية بسيطةيستخدم:

• محول (محول شبكة) - جهاز يقوم بتوصيل جهاز كمبيوتر (طرفي) بجزء شبكة ؛
• الجسر (الجسر) - جهاز يربط أجزاء الشبكة المحلية أو البعيدة ؛
• جهاز التوجيه (جهاز التوجيه) - جهاز للحد من حركة البث عن طريق تقسيم الشبكة إلى أجزاء ، مما يضمن حماية المعلومات وإدارة وتنظيم مسارات النسخ الاحتياطي بين مناطق البث ؛
• المفتاح عبارة عن جهاز ضيق الغرض يقطع الشبكة بشكل فعال ويقلل من مناطق الاصطدام ويزيد من قدرة كل محطة نهائية.
• وحدات الإمداد بالطاقة غير المنقطعة هي أجهزة لضمان قابلية تشغيل النظام في حالات انقطاع مصدر الطاقة الرئيسي.

تركيب شبكة محلية (LAN)

يعتمد اختيار نوع الهيكل وبيئة الوصول وتكوين نظام الكمبيوتر المحلي على متطلبات واحتياجات العميل. التقنيات الحديثةتسمح لك بتطوير خيار فردي يلبي جميع المتطلبات والمهام.

يمكن تنفيذ مد كبلات LAN ، مثل الأنواع الأخرى من شبكات الكابلات طرق مختلفة... عند اختيار طريقة التثبيت ، يتم إرشادهم من خلال السمات المعمارية والتصميمية الفردية للمبنى الخصائص التقنية، ووجود شبكات تشغيل ومعدات أخرى ، وترتيب تفاعل أنظمة التيار المنخفض مع الأنظمة الأخرى. من حيث المبدأ ، يمكن التمييز بين طريقتين - مفتوحة وخفية. بالنسبة للأسلاك المخفية لكابلات LAN ، يتم استخدام بناء الجدران والأرضيات والسقوف ، ويبدو أكثر إرضاءً من الناحية الجمالية ، والطرق محمية من التأثيرات الخارجية ، والوصول إليها محدود ، ويتم التمديد على الفور في أماكن معدة خصيصًا ، و يتم توفير أفضل الظروف للصيانة اللاحقة. لسوء الحظ ، فإن فرصة أداء العمل بطريقة خفية نادرة ، وغالبًا ما يتعين عليك القيام بالعمل طريق مفتوحباستخدام الصناديق البلاستيكية والأعمدة الرأسية والصواني. لا تنس أن هناك أيضًا طريقة لتمديد الكابلات في الهواء ، وغالبًا ما يتم استخدامها لتوصيل المباني عندما لا يكون من الممكن وضع كابل في القنوات أو إذا كان مكلفًا للغاية.

تركيب شبكة LAN مهمة صعبة ومسؤولة. تعتمد جودة تنفيذه على استقرار وصحة أداء النظام ككل ، ودرجة أداء المهام الموكلة إليه ، وسرعة نقل البيانات ومعالجتها ، وعدد الأخطاء ، وعوامل أخرى. يجب التعامل مع هذا بشكل شامل وجدي للغاية ، لأن أي شبكة هي الأساس (الهيكل العظمي والدورة الدموية) للكائن الحي بأكمله من أنظمة التيار المنخفض المسؤولة عن عدد كبير من الوظائف (من بريد الالكترونيلسلامة الكائن). يتطلب كل تدخل لاحق في تشغيل النظام الحالي (التوسع والإصلاح وما إلى ذلك) وقتًا ومالًا ، ويعتمد عددهم بشكل مباشر على المعلمات المحددة أصلاً في النظام ، وجودة العمل المنجز ، ومؤهلات المطورين و فناني الأداء. يمكن أن يتحول توفير المال في مرحلة تصميم وتركيب شبكة LAN إلى نفقات أكبر بكثير في مرحلة التشغيل والترقية