Sieci lokalne (LAN) Typy sieci lokalnych

Transkrypt

1 Sieci lkalne (LAN) Sieci LAN charakteryzują się: Zamkniętym bszarem działania. Mże t znaczać jedn piętr w budynku lub cały budynek. Stacje wchdzące w skład sieci lkalnej krzystają z płączeń szerkim paśmie przesyłwym (Ethernet, Tken Ring). Wszystkie elementy sieci lkalnej są zarządzane wewnętrznie. Usługi sieci lkalnej dstępne są nieprzerwanie - przez 7 dni w tygdniu i 24 gdziny na dbę. Typy sieci lkalnych Patrząc przez pryzmat sieciwych systemów peracyjnych, mżemy wyróżnić dwa pdstawwe typy sieci lkalnych: każdy-z-każdym" (ang. peer-t-peer) i parte na serwerach. Sieci typu każdy-z-każdym" funkcjnują bez wydzielnych serwerów. Każda ze stacji jest zarówn klientem, jak i serwerem sieci. Użytkwnik każdeg stanwiska samdzielnie kreśla, które infrmacje lub urządzenia zewnętrzne będzie udstępniał innym użytkwnikm w sieci. Sieci teg rdzaju mgą być wykrzystywane wyłącznie w małych rganizacjach - ich rzbudwa szybk siąga granice wydajnści. Również zapewnienie bezpieczeństwa danych jest w nich dść prblematyczne ze względu na zdlnść każdej stacji d samdzielneg zarządzania własnymi zabezpieczeniami.

2 W sieciach partych na serwerach przynajmniej jedna ze stacji zstaje wydzielna d pełnienia funkcji serwera. Kmputery będące klientami nie udstępniają żadnych infrmacji innym kmputerm. Wszystkie dane przechwywane są na serwerze głównym. Na takiej filzfii parta są sieci w większych firmach. Rle serwerów w sieci LAN Serwery plików i drukarek - zapewniają bezpieczne składwanie wszystkich danych. Mgą bsługiwać klejki drukwania, które zapewniają dstęp d urządzeń drukujących udstępnianych w sieci. Serwery aplikacji - pełnią funkcję serwera aplikacji typu klient-serwer. W śrdwisku typu klient-serwer, na kliencie uruchamiana jest jedynie niewielka wersja prgramu (tzw. prcedura pśrednicząca), która zapewnia mżliwść łączenia się z serwerem. Aplikacja p strnie serwera jest wykrzystywana d wyknywania silnie bciążających prcesr zapytań klienta. Przykładami serwerów aplikacji mgą być serwery WWW i serwery baz danych. Serwery pcztwe - zapewniają klientm sieci mżliwść krzystania z pczty elektrnicznej. Wykrzystanie bram pzwala przekazywać pcztę pmiędzy różnrdnymi systemami pcztwymi. Serwery faksów - pzwalają użytkwnikm sieci krzystać z usług związanych z dbieraniem i wysyłaniem faksów. Serwery bezpieczeństwa - zabezpieczają sieć lkalną, gdy jest na płączna z większymi sieciami, jak Internet. D tej grupy należą firewalle i serwery prxy. Serwery kmunikacyjne - ich zadaniem jest umżliwienie przepływu danych między siecią a dległymi klientami. Klient dległy (zdalny) mże używać mdemu d uzyskania płączenia telefniczneg z siecią lkalną. System, który jest wówczas p drugiej strnie linii telefnicznej, t serwer kmunikacyjny. Mże n zstać wypsażny w jeden lub więcej mdemów służących zapewnieniu zewnętrzneg dstępu d sieci. P płączeniu klienta z siecią mże n funkcjnwać w pdbny spsób jak przy bezpśrednim przyłączeniu d sieci przez kartę sieciwą.

3 Rdzaje tplgii fizycznych Pdczas twrzenia sieci lkalnej knieczne jest rzważenie kilku isttnych czynników - między innymi rzkład kmputerów, ułżenie przewdów, wymagane urządzenia itp. Terminem używanym d kreślenia spsbu zaprjektwania sieci jest tplgia. W pwszechnym użyciu są becnie cztery tplgie sieci: magistrala (bus) gwiazda (star) pierścień (ring) pdwójny pierścień (dual-ring) Tplgia magistrali Magistrala (bus) jest najprstszą techniką łączenia kmputerów w sieć. Sieć teg rdzaju składa się z pjedynczeg przewdu, który łączy razem wszystkie kmputery, serwery i inne urządzenia sieciwe w pjedynczym segmencie sieci.

4 W sieci takiej tplgii stacje kmunikują się między sbą przekazując na przewód - stanwiący magistralę - dane znaczne fizycznym adresem karty sieciwej przyłączającej kmputer dcelwy d segmentu sieci. Takie znaczenie fizyczne nsi nazwę adresu kntrli dstępu d nśnika (ang. MAC - Media Access Cntrl). Kiedy dane zstają przekazane d sieci, w rzeczywistści zstają wysłane d wszystkich przyłącznych kmputerów. Każdy z nich sprawdza wówczas, czy adres dcelwy pkrywa się z numerem MAC; jeżeli tak, kmputer dczytuje przekazywane infrmacje, w przeciwnym przypadku przesyłka zstaje pminięta. Każda karta sieciwa ma przypisany niepwtarzalny adres MAC. Adresy MAC t zazwyczaj znaczenia złżne z 12 cyfr szesnastkwych. Każdemu prducentwi kart sieciwych przypisany jest pczątek takieg adresu, przeznaczny dla jeg kart sieciwych. D jeg bwiązków należy dbanie t, aby żaden z adresów MAC nie zstał pwtórzny. Najppularniejszą implementacją sieci tplgii magistrali są sieci Ethernet. Krzystają ne z techniki nazwie Carrier Sense Multiple Access with Cllisin Detectin w skrócie CSMA/CD, w wlnym tłumaczeniu wspólny dstęp ze sprawdzeniem stanu i wykrywaniem klizji"). Oznacza t, że tylk jeden kmputer mże w danym mmencie przesyłać dane. Jeżeli jedna ze stacji przygtwuje się d transmisji i wykrywa, że magistrala jest już bciążna prcją danych, czeka tak dług, aż sieć się zwlni, i dpier wtedy rzpczyna transmisję. Kiedy dwie stacje rzpczną wysyłanie danych w tym samym mmencie, mamy wówczas d czynienia z klizją. Każda ze stacji ptrafi wykryć ten fakt; jedna z nich wysyła wtedy sygnał zagłuszający, któreg zadaniem jest pdtrzymanie klizji przez czas wystarczający d rzpznania jej przez pzstałe stacje. Następnie stacje wysyłające dane wstrzymują pnwienie transmisji lsw kreślany interwał czaswy, c w załżeniu zapbiec ma pwtórzeniu się klizji. Standardy kablwania sieci magistralwej Kmputery łączne są razem za pmcą kablwania sieciweg. Dwa standardy kablwania sieci tplgii magistrali t: 10Base2 - tzw. cienki ethernet (thin ethernet) pzwala łączyć kncentrycznym przewdem segmenty sieci maksymalnej długści sięgającej 185 metrów. 10Base5 - tzw. gruby ethernet (thick ethernet) pzwala łączyć kncentrycznym przewdem segmenty sieci maksymalnej długści sięgającej 500 metrów.

5 Kabel kncentryczny budwa Innym ppularnym standardem kablwania stswanym w sieciach lkalnych jest 10Base-T. Wypsażenie sprzętwe w sieci magistralwej Zarówn cienki, jak i gruby ethernet wymagają ddatkweg wypsażenia sieciweg: złącz BNC terminatrów złącz AUI Złącza BNC (British Naval Cnnectr) pzwalają płączyć klejne fragmenty kncentryczneg przewdu cienkieg" ethernetu. Jedncześnie każda ze stacji psiada tzw. złącze typu T, pzwalające przyłączyć d niej przewód. Terminatr jest umieszczany na każdym z kńców kncentryczneg przewdu w celu absrbwania swbdnych sygnałów. Pnieważ dane są wysyłane d każdej stacji w segmencie sieci, mgą ne kntynuwać swją wędrówkę p sieci nawet p debraniu przez kmputer dcelwy. Terminatry absrbują takie sygnały, aby zapbiec ich swbdnemu dbijaniu wewnątrz segmentu - dbijanie takie wstrzymywałby inne stacje przed wysyłaniem danych d

6 sieci. W sieci tplgii magistrali wszystkie wlne kńce muszą więc zstać zabezpieczne terminatrami. Jeżeli tak nie jest, mżna czekiwać, że sieć nie będzie funkcjnwać. Terminatry Złącze typu T Złącza AUI są zwykle używane z grubszym typem kablwania ethernetweg. Urządzenia te wykrzystują złącze DB15 d łączenia z kartą sieciwą. Złącze AUI przyłącza się męskim wtykiem DB15 d żeńskieg gniazda w karcie sieciwej. Mżna niekiedy sptkać się z knfiguracją, w której kmputery w biurze są płączne w sieć kreślnym kablwaniem, ale karty, które chcielibyśmy przyłączyć, nie zapewniają jeg bsługi. Wówczas rzwiązaniem mgą kazać się transceivery, które dpasują karty sieciwe i pzwlą uniknąć kupwania nwych. Transceivery wypsażne są w dwa interfejsy. Jednym jest złącze BNC, drugim - złącze AUI. Pzwala t karcie sieciwej z interfejsem AUI pracwać w sieci krzystającej ze złącz BNC. Transceiver przekazuje infrmacje między dwma złączami, dzięki czemu karta ze złączem AUI mże zstać przyłączna d sieci.

7 Tplgia gwiazdy W sieci tplgii gwiazdy (star) wszystkie kmputery są płączne z centralną jednstką płączeniwą. Jej nazwa t kncentratr lub - z angielskieg hub (becnie urządzenie t zastąpine jest switchem). Gwiazda jest najpwszechniej becnie implementwaną tplgią. Główną jej przewagą nad tplgią magistrali jest t, że uszkdzenie dcinka przewdu płączeniweg ma wpływ jedynie na stację przyłączną tym przewdem d kncentratra. Inne krzyści z parcia sieci na tplgii gwiazdy są następujące: Łatw jest łączyć kncentratry w tzw. wieże, c pzwala zwiększyć liczbę gniazd służących d przyłączania klejnych stacji. Ułatwia t rzbudwę sieci partych na tplgii gwiazdy Kncentratry pzwalają na stswanie różnrdnych rdzajów kablwania

8 Kiedy krzystamy z kncentratra aktywneg, funkcjnwanie i ruch w sieci mgą być centralnie mnitrwane za pmcą prtkłów zarządzania siecią, takich jak Simple Netwrk Management Prtcl (SNMP) Przy zakładaniu sieci tplgii gwiazdy stsuje się inne typy kablwania niż w sieci partej na magistrali. Najbardziej ppularnym standardem płączeń w sieciach teg rdzaju jest 10Base-T, który przensi ethernetwe sygnały elektryczne p niedrgiej skrętce, czyli skręcnej ze sbą parze cienkich przewdów (ang. UTP - unshielded twisted pair). Kabel UTP Wyróżnia się becnie siedem kategrii takich przewdów: W zależnści d użyteg kablwania, d jeg łączenia z kartami sieciwymi wykrzystywane są różne złącza. Pwszechnie z kablwaniem UTP stswane są złącza RJ45. Wyglądają ne pdbnie jak współcześnie stswane złącza telefniczne, są jednak w przybliżeniu dwukrtnie większe. Niekiedy, głównie w starszych kartach sieciwych Tken Ring, d przyłączania

9 przewdu stswane są złącza DB9. Przypminają ne złącza AUI, psiadają jednak 9 styków zamiast piętnastu. Tplgia pierścienia W sieci tplgii pierścienia (ring) wszystkie kmputery są płączne lgicznie w krąg. Dane wędrują p tym kręgu i przechdzą przez każdą z maszyn. W układzie fizycznym sieć pierścieniwa wygląda pdbnie jak sieć tplgii gwiazdy. Kluczwą różnicą jest urządzenie płączeniwe, nazywane wielstanwiskwą jednstką płączeniwą (ang. MAU - Multi- Statin Access Unit). Wewnątrz MAU dane są przekazywane krężnie d jednej stacji d drugiej. Multi-Statin Access Unit Dane są przesyłane p pierścieniu przy użyciu techniki nazywanej tken passing. Tłumaczy się t jak przekazywanie znacznika alb żetnu. Kiedy stacja zamierza przesłać dane, dłącza je d znacznika i knfiguruje g przy użyciu adresu MAC stacji dcelwej. Dane przechdzą razem ze znacznikiem przez klejne kmputery aż d siągnięcia celu. Stacja dcelwa mdyfikuje znacznik, sygnalizując debranie danych. Kiedy nadawca takiej przesyłki trzyma ptwierdzenie dbiru, ramka zstaje usunięta z sieci. Znacznik jest zwalniany, c znacza, że inna stacja mże rzpcząć transmisję.

10 W sieci tplgii pierścienia istnieje tylk jeden znacznik. Jeżeli klient zamierza przesłać dane, a znacznik jest w użyciu, transmisja musi zstać wstrzymana. Chciaż nie wygląda t na rzwiązanie efektywne, w krążenie dbywa się z grmną prędkścią -jeżeli przykładw całkwita długść przewdów sieci wynsi 400 metrów, pierścień mże być krążany kł 5000 razy na sekundę.

11 Tplgia pdwójneg pierścienia W tplgii pdwójneg pierścienia (dual-ring) są zazwyczaj twrzne sieci FDDI (ang. Fiber Distributed Data Interface - złącze danych sieci światłwdwych). Sieć FDDI mże być wykrzystywana d przyłączania sieci lkalnych (LAN) d sieci miejskich (MAN). Pzwala twrzyć pierścienie całkwitej długści sięgającej 115 km i przepustwści 100 Mbps. Różnice pmiędzy tplgią pierścieniwą a FDDI wiążą się głównie z realizacją prcedury przekazywania znacznika. Kmputer w sieci FDDI mże przed przekazaniem znacznika dalej wysłać tak wiele ramek, ile ptrafi przygtwać w kreślnym interwale czaswym. C więcej, p sieci mże krążyć więcej niż jedna ramka w tym samym czasie. Daje t w sumie znaczną przewagę nad tplgią pierścienia. Na ruch w sieci tplgii pdwójneg pierścienia składają się dwa pdbne strumienie danych krążące w przeciwnych kierunkach. Jeden z pierścieni jest nazywany głównym (primary), drugi - pmcniczym (secndary). W zwykłych warunkach funkcjnwania wszystkie dane krążą p pierścieniu głównym, a pmcniczy pzstaje niewykrzystany. Krąg ten zstaje użyty wyłącznie wtedy, gdy pierścień główny

12 ulega przerwaniu. Następuje wówczas autmatyczna reknfiguracja d krzystania z bwdu pmcniczeg i kmunikacja zstaje utrzymana. Stacje rbcze zasadnicz przyłącza się tylk d pierścienia główneg. Takie stacje pjedynczym przyłączu zstają płączne z pierścieniem sieci, który jest party na kncentratrze pdwójnych przyłączach (ang. DAC - dual-attachment cncentratr). Wyłącznie DAC i stacje wypsażne w pdwójne przyłącze psiadają płączenia z bydwma pierścieniami. Kiedy główny pierścień ulega uszkdzeniu, jedynie stacje pdwójnym przyłączu birą udział w wyznaczaniu alternatywnej trasy danych. Pdstawwym nśnikiem w sieci FDDI jest przewód światłwdwy. Oznacza t, że sieć FDDI: jest lepiej zabezpieczna, pnieważ nie wytwarza łatwych d przechwycenia sygnałów elektrmagnetycznych mże przesyłać dane na większe dległści bez pśrednictwa wzmacniaczy sygnału jest dprna na zakłócenia elektrmagnetyczne

13 Przykład sieci partej na tplgii FDDI raz Tnek Ring Przykład sieci partej na hierarchicznej tplgii gwiazdy

14 Tplgia hierarchiczna mieszana