12
Рисунок 3 – Шинная структура офисной сети
В этом случае информация от каждого персонального компьютера
одновременно передается остальным персональным компьютерам.
Топология «шина» предусматривает идентичность сетевого оборудования, а
также соблюдение равноправия между всеми абонентами при организации
обмена данными. Персональные компьютеры в топологии «шина» могут
осуществлять передачу данных по очереди, поскольку линия связи в данном
случае единственная.
Если несколько компьютеров осуществляет передачу данных
одновременно, то это приводит к искажению информации и наложению на
нее различных коллизий [3, c.131].
Для топологии «шина» характерно отсутствие явно выраженного
центрального абонента, через который осуществляется передача всей
информации, что позволяет увеличить надежность сети.
Добавления новых абонентов в этой структуре сети происходит
достаточно быстро и при этом работа в сети не нарушается. В большинстве
случаев при использовании шинной структуры сети необходимо
минимальное количество соединительного кабеля в сравнении с другими
топологиями.
Среди преимуществ топологии «шина» можно отметить то, что в
случае отказа любого из персональных компьютеров исправные
персональные компьютеры могут выполнять организацию обмена.
13
Наиболее распространенной является топология «звезда», которая
предусматривает подключение к центральному компьютеру других
персональных компьютеров, при этом каждый из них используют отдельный
канал связи.
Можно сказать, что звездообразная структура сети является
единственной топологией, имеющий явно выделенный центр, к которому
происходит подключение всех других абонентов. Обмен информацией в этом
случае производится исключительно через центральный компьютер, на
который возложена большая нагрузка сети [14, c.81].
Информация от периферийного компьютера передается через
центральный компьютер или сервер, что видно из рисунка 4.
Рисунок 4 – Звездообразная структура компьютерной сети
При организации офисной сети по топологии «звезда» предъявляются
требования к повышению надежности центрального оборудования и сетевой
аппаратуры. В отличие от топологии «шина», в звездообразной структуре
сети в каждом канале передача данных может находиться только два
абонента, один из которых выступает центральным, а другой периферийным.
14
Существенным недостатком топологии «звезда» является жесткое
ограничение количества абонентов. Обычно один абонент может
обслуживать до 16 других абонентов [25, c.71].
В настоящее время выделяют топологию «активная звезда» и
топологию «пассивная звезда». Наиболее распространенной является
топология «пассивная звезда», которая предусматривает использование в
центре концентратор. С помощью концентратора выполняется
восстановление приходящих сигналов, с последующей их пересылкой в
другие каналы связи. Она создает дополнительные возможности в
упрощении обслуживания и проведения ремонта [6, c.39].
Также выделяется промежуточная топология, в этом случае
концентратор выполняет не только ретрансляцию поступающих на него
сигналов, но и организует управление обменом. Однако, сам в этом обмене
он не принимает участие.
Среди достоинств топологии «звезда» следует отметить то, что все
точки подключения собираются в одном месте и создает возможности
усиления контроля над работой сети, своевременно локализировать
неисправности за счет простого отключения от центра и от каких-либо
абонентов, а также ограничения доступа посторонних лиц.
Недостатком топологии «звезда» является значительный расход кабеля.
Например, если персональные компьютеры размещаются в одной линии, то в
случае топологии «звезда» необходимо намного больше кабеля, чем в
шинной структуре сети [10, c.102].
Кольцевая структура сети предусматривает последовательное
объединение компьютеров в одно кольцо. Каждый из персональных
компьютеров осуществляет передачу только одному персональному
компьютеру, который следует в цепочке за ним, что видно из рисунка 5.
15
Рисунок 5 – Кольцевая структура офисной сети
Можно сказать, что кольцевая структура сети является топологией, в
которой каждый персональный компьютер соединяется линиями связи с
двумя другими компьютерами. От одного компьютера получается
информация, а другому осуществляется ее передача. На каждой линии связи,
как и в случае звездообразной структуры сети, осуществляет работу только
один передатчик и один приемник.
Важной особенностью кольцевой структуры сети является то, что
каждым компьютером выполняется ретрансляция, восстановление и
усиление приходящего на него сигнала, то есть, он может выполнять
функции репитера [9, c.56].
Достоинством топологии «кольцо» является то, что затухание сигналов
во всем кольце не имеет никакого значения. Важно только затухание между
соседними компьютерами. В этой структуре сети не выделяется центр, и все
компьютеры равноправны между собой. Однако, довольно часто в кольцевой
структуре создается специальный абонент, который выполняет функции по
управлению и контролю данными.
Кроме базовых топологий все больше развивается древовидная сетевая
структура, которая представляет собой комбинацию нескольких
звездообразных структур.
16
В случае организации активного дерева в центре объединяется
несколько линий связи соединенных с центральным компьютером, а в
пассивной звезде центральное место выполняет концентратор.
Наиболее часто применяются комбинации топологий, среди которых
выделяется звездно-шинная структура сети или звездно-кольцевая. В
звездно-шинной структуре сети применяется комбинация пассивной звезды и
шины. В этом случае к концентратору подключаются как отдельные
компьютеры, так и целые шинные сегменты. В этой топологии может
применяться несколько концентраторов, которые объединяются в единую
магистральную опорную шину [4, c.98].
В зависимости от управления выделяют:
- одноранговые сети, в которых все персональные компьютеры
равноправны между собой;
- сети на основе сервера, которые имеют более централизованное
управление, в них выполняется обработка запросов абонентов.
Одноранговые сети предусматривают соблюдение равноправия между
персональными компьютерами, то есть в них не предусмотрен выделенный
сервер. Персональный компьютер в этой сети может выступать как в роли
сервера, так и в роли клиента. Требования к производительности и защите
данных в одноранговой сети существенно ниже, чем у компьютерных сетей
на основе выделенных серверов.
Наиболее часто организацию одноранговых сетей осуществляют, если
количество пользователей не превышает 10 человек, пользователи
размещены на не большом расстоянии друг от друга, вопросы обеспечения
защиты информации находится на низком уровне, и в ближайшее время не
планируется расширение сети [15, c.15].
Большая часть офисных сетей в деятельности предприятия основана на
выделенном сервере. Выделенным называется сервер, который
17
оптимизирован для того, чтобы быстро обрабатывать запросы, поступающие
от рабочих станций, установленных в офисной сети.
Кроме выделенных серверов в офисной сети возможна установка
специализированных серверов, таких как: серверы печати, почтовые серверы,
серверы приложений, серверы факсов, серверы служб каталогов и
коммуникационные серверы. На каждом сервере установлена сетевая
операционная система, которая позволяет реализовать ресурсы программного
обеспечения.
Среди преимуществ сетей на основе выделенного сервера следует
выделить [7, c.40]:
- возможность выделения ресурсов для выполнения задач по
администрированию и управлению доступом, а также организации
централизованного обмена;
- имеет надежную защиту, которая обеспечивается единой политикой
безопасности и разграничения доступа пользователей;
- при повреждении основного хранилища информация не теряется, а
может быть восстановлена из резервной копии;
- сети на основе выделенного сервера могут осуществлять поддержку
более 1000 пользователей.
Следует отметить, что для обеспечения бесперебойной работы офисной
сети на основе выделенного сервера выполняются работы по резервному
копированию и восстановлению данных. Эти операции выполняются в
случае аварийной остановки сети и предусматривают восстановление данных
из резервных копий [28, c.33].
Комбинированные сети позволяют сочетать лучшие качества
одноранговой сети и сети на основе выделенного сервера. Они наиболее
часто отвечают запросам современных пользователей, предусматривают
обеспечение надежной защиты, но для их организации необходимы
существенные капитальные вложения.
18
1.3. Обзор сетевого оборудования и программного обеспечения для
организации офисных сетей
Выполним обзор сетевого оборудования и программного обеспечения
для организации офисных сетей.
Для того чтобы персональный компьютер осуществлял передачу
данных в офисной сети, в его состав включается сетевой адаптер, который
выступает физическим интерфейсом между персональным компьютером и
средой передачи данных.
Плата сетевого адаптера включает аппаратную часть и встроенные
программы, которые записаны на постоянное запоминающее устройство.
Плата вставляется в слоты расширения всех персональных компьютеров и
серверов или интегрируется с материнской платой. Для того чтобы
обеспечить физическое соединение между персональным компьютером и
сетью, к соответствующему порту или разъему платы, выполняется
подключение сетевого кабеля [13, c.93].
Основным назначением платы сетевого адаптера является:
- подготовка данных, которые поступают от персонального компьютера
к передаче по сетевому кабелю;
- передача данных другому персональному компьютеру;
- управление потоком данных между персональным компьютером и
кабелем.
Платой сетевого адаптера принимаются данные с кабеля, производится
их передача в форме понятной центральному процессору персонального
компьютера.
Выделяют внешние сетевые адаптеры, которые прокладываются через
специальные сетевые кабели и внутренние сетевые адаптеры,
устанавливаемые в гнезда расширения внутри персонального компьютера.
19
Специальные платы сетевого адаптера называются платами
беспроводных сетей. Они позволяют организовать работу беспроводных
локальных сетей [32, c.94].
Плата беспроводных сетей используется вместе с беспроводным
концентратором или трансивером, позволяющим передавать и принимать
сигналы. Также существует плата сетевого адаптера, имеющая специальную
микросхему или постоянное запоминающее устройство для удаленной
загрузки, она включает в себя программный код для подключения к офисной
сети [11, c.53].
Виды маршрутизаторов по признаку организации офисных сетей
приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Виды маршрутизаторов по признаку организации офисных
сетей
Вид маршрутизатора
Описание
Многопротокольные
маршрутизаторы
Аналогичные по функциям мостам, разницей является
только то, что они осуществляют работу на сетевом
уровне. Как и любой маршрутизатор, они выполняют
прием пакетов с одной линии и осуществляют их
передачи в другую линию
Маршрутизаторы с
интеграцией услуг
Позволяют использовать приоритетный трафик, в
частности трафик реального времени
Коммутаторы 3 уровня
Выполняют функции пакетных маршрутизаторов
В зависимости от типа интерфейса выделяют следующие типы
маршрутизаторов [19, c.41]:
- внутренний маршрутизатор – это маршрутизатор, у которого все
интерфейсы находятся в одной зоне и для них характерна только одна база
состояния каналов;
- пограничный маршрутизатор – это маршрутизатор, который
позволяет соединить одну или более зон с магистральной зоной, а также
выполнять функции шлюза для межканального трафика. Пограничный
маршрутизатор всегда имеет хотя бы один интерфейс, который входит в
20
магистральную зону. Для каждой присоединенной зоны маршрутизатором
поддерживается отдельная база данных, позволяющая получить информацию
о текущем состоянии каналов;
- магистральный маршрутизатор – это маршрутизатор, который имеет
интерфейс, входящий в магистральную зону. Он позволяет определить
внутренние функции для распределения данных;
- пограничный маршрутизатор – это маршрутизатор, представленный в
виде автономной системы, позволяющей организовать обмен информацией с
маршрутизаторами других автономных систем. Он может быть установлен в
любом месте и взаимодействовать с внутренними и магистральными
маршрутизаторами.
Также в настоящее время выделяют аппаратные и программные
маршрутизаторы [17, c.105].
Аппаратный маршрутизатор представлен в виде специализированного
устройства, позволяющего пользователям выполнять объединение различных
локальных сетей, для его установки необходим выделенный сервер.
Программный маршрутизатор выполняет маршрутизацию
программного обеспечения, позволяет сохранить имеющуюся аппаратную
базу и осуществляет работу с различными сетевыми топологиями. За счет
этого маршрутизатора можно добавлять новые сегменты в локальную или
глобальную сеть, а также проводить простое подключение к адаптерам.
В сравнении с аппаратным маршрутизатором, программный
маршрутизатор быстрее масштабируется, однако его стоимость дороже. Его
экономически целесообразно использовать, если трафик между сетями
небольшой.
Для управления офисной сетью применяются клиентские и серверные
операционные системы [29, c.44].
Клиентская операционная система позволяет управлять ресурсами
персонального компьютера, на котором она установлена, а также
21
предоставить пользователю определенные сервисы, такие как обработка
прикладного программного обеспечения.
Серверная операционная система осуществляет управление
приложений, которые выполняют обслуживание пользователей офисной сети
или внешних пользователей. В состав таких приложений входят современные
системы управления базами данных, средства позволяющие выполнять
анализ событий сети, организовывать обмен сообщениями и осуществлять
групповую работу, веб-серверы, корпоративные брандмауэры, почтовые
серверы [24, c.46].
В настоящее время серверные операционные системы должны
обеспечивать необходимый уровень доступности и надежности, чем
клиентские системы, а также позволяет выполнять операции по
резервированию и дублирование информации, переконфигурированию
аппаратного и программного обеспечения без перезагрузки операционной
системы. Выбор серверной операционной системы зависит от того, какие
приложения будут использоваться.
Операционная система Windows Server является наиболее популярной
серверной операционной системой и ее основным отличием является
поддержка платформы Microsoft Network и веб-сервисов. Серверная
операционная система Windows на сервер представлена в 4 редакциях [27,
c.43]:
- Windows.NET Web Server является новым продуктом,
представляющим собой операционную систему позволяющую развертывать
и обслуживать web-сервисы и приложения, в том числе приложение
ASP.NET;
- Windows.NET Standard Server ориентирована на средние и мелкие
предприятия и представляет собой серверную операционную систему,
позволяющую выполнять серверную часть бизнес-решения. В ее состав
входят средства, позволяющие совместно использовать принтеры и файлы,