какие задачи решает объединение компьютеров в сеть
Как сказал.
Вопросы к экзамену
Для всех групп технического профиля
Список лекций по физике за 1,2 семестр
Я учу детей тому, как надо учиться
Часто сталкиваюсь с тем, что дети не верят в то, что могут учиться и научиться, считают, что учиться очень трудно.
Урок 06. Лекция 06. Объединение компьютеров в локальную сеть. Защита информации.
Цель занятия: раскрыть понятия компьютерная сеть, локальная сеть, рассмотреть способы защиты информации.
Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.
История компьютерных сетей указывает нам, что компьютерные сети – это результат эволюции двух технологий – компьютерной и телекоммуникационной.
Если посмотреть с точки зрения компьютерных технологий – то компьютерная сеть это система взаимосвязанных компьютеров, между которыми распределены задачи, которые необходимо решить, и данные.
А если посмотреть на компьютерные сети глазами телекоммуникационных технологий – то компьютерная сеть это средство передачи информации на различные расстояния (поэтому необходимо использовать методы кодирования и мультиплексирования).
Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместной работы на принтерах и других периферийных устройствах, и даже одновременной обработки документов.
Основная цель объединения компьютеров в сеть: обеспечение пользователям потенциальной возможности доступа к локальным ресурсам всех компьютеров сети.
Основные функции, реализуемые компьютерными сетями:
1. Создание единого информационного пространства которое способно охватить и применять для всех пользователей информацию созданную в разное время и под разными типами хранения и обработки данных, распараллеливание и контроль выполнения работ и обработки данных по ним.
2. Повышение достоверности информации и надежности ее хранения путем создания устойчивой к сбоям и потери информации вычислительной системы, а так же создание архивов данных которые можно использовать, но на текущий момент необходимости в них нет.
3. Обеспечения эффективной системы накопления, хранения и поиска технологической, технико-экономической и финансово-экономической информации по текущей работе и проделанной некоторое время назад (информация архива) с помощью создания глобальной базы данных.
4. Обработка документов и построения на базе этого действующей системы анализа, прогнозирования и оценки обстановки с целью принятия оптимального решения и выработки глобальных отчетов.
5. Обеспечивать прозрачный доступ к информации авторизованному пользователю в соответствии с его правами и привилегиями.
Защита информации.
Информационные угрозы:
Уровни соблюдения режима информационной безопасности
Человеку свойственно ошибаться. Любое техническое устройство также подвержено сбоям, поломкам, влиянию помех. Ошибка может произойти при реализации любого информационного процесса. Велика вероятность ошибки при кодировании информации, её обработке и передаче. Результатом ошибки может стать потеря нужных данных, принятие ошибочного решения, аварийная ситуация.
В обществе хранится, передаётся и обрабатывается огромное количество информации и отчасти поэтому современный мир очень хрупок, взаимосвязан и взаимозависим. Информация, циркулирующая в системах управления и связи, способна вызвать крупномасштабные аварии, военные конфликты, дезорганизацию деятельности научных центров и лабораторий, разорение банков и коммерческих организаций. Поэтому информацию нужно уметь защищать от искажения, потери, утечки, нелегального использования.
Развитие промышленных производств принесло огромное количество новых знаний, и одновременно возникло желание часть этих знаний хранить от конкурентов, защищать их. Информация давно уже стала продуктом и товаром, который можно купить, продать, обменять на что-то другое. Как и всякий товар, она требует применения специальных методов для обеспечения сохранности. В информатике в наибольшей степени рассматриваются основные виды защиты информации при работе на компьютере и в телекоммуникационных сетях.
Конструкторы и разработчики аппаратного и программного обеспечения прилагают немало усилий, чтобы обеспечить защиту информации:
К многочисленным, далеко не безобидным ошибкам компьютеров добавилась и компьютерная преступность, грозящая перерасти в проблему, экономические, политические и военные последствия которой могут стать катастрофическими.
При защите информации от сбоев оборудования используются следующие основные методы:
Защита от случайной потери или искажения информации, хранящейся в компьютере, сводится к следующим методам:
Для защиты информации от несанкционированного доступа используют:
Для защиты от вирусов можно использовать:
Для предотвращения нелегального копирования файлов используются:
Существуют и другие методы защиты, в частности, административные и правоохранительные.
Обеспечить надёжную защиту информации может только применение комплекса самых разнообразных методов.
Антивирусная защита.
Количество людей, пользующихся компьютером и сотовым телефоном, имеющим выход в Интернет, постоянно растет. Значит, возрастает возможность обмена данными между ними по электронной почте и через Всемирную сеть. Это приводит к росту угрозы заражения компьютера вирусами, а также порчи или хищения информации чужими вредоносными программами, ведь основными источниками распространения вредоносных программ являются электронная почта и Интернет. Не исключается возможность заражения и через съемные носители.
Компьютерные вирусы могут заразить компьютерные программы, привести к потере данных и даже вывести компьютер из строя.
Компьютерные вирусы могут распространяться и проникать в операционную и файловую систему ПК только через внешние носители (жесткий и гибкий диски, компакт-диски) и через средства межкомпьютерной коммуникации.
Признаки проявления вирусов:
Вредоносные программы можно разделить на три класса: черви, вирусы и троянские программы.
Черви — это класс вредоносных программ, использующих для распространения сетевые ресурсы. Используют сети, электронную почту и другие информационные каналы для заражения компьютеров.
Вирусы — это программы, которые заражают другие программы — добавляют в них свой код, чтобы получить управление при запуске зараженных файлов.
Троянские программы — программы, которые выполняют на поражаемых компьютерах несанкционированные пользователем действия, т.е. в зависимости от каких-либо условий уничтожают информацию на дисках, приводят систему к зависанию, воруют конфиденциальную информацию и т.д.
Тема 3.2. Объединение компьютеров в локальную сеть. Организация работы пользователей в локальных компьютерных сетях
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Тема 3.2. Объединение компьютеров в локальную сеть. Организация работы пользователей в локальных компьютерных сетях
Назначение локальных сетей.
Способы соединения устройств существуют?
Основными устройствами для быстрой передачи информации на большие расстояния в настоящее время являются телеграф, радио, телефон, телевизионный передатчик, телекоммуникационные сети на базе вычислительных систем.
Передача информации между компьютерами существует с самого момента возникновения ЭВМ. Она позволяет организовать совместную работу отдельных компьютеров, решать одну задачу с помощью нескольких компьютеров, и решать множество других проблем.
Под компьютерной сетью понимают комплекс аппаратных и программных средств, предназначенных для обмена информацией и доступа пользователей к единым ресурсам сети.
Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию.
Любой абонент сети подключён к станции.
Станция – аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приёмом информации.
Для организации взаимодействия абонентов и станции необходима физическая передающая среда.
Физическая передающая среда – линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных.
Одной из основных характеристик линий или каналов связи является скорость передачи данных (пропускная способность).
Скорость передачи данных– количество бит информации, передаваемой за единицу времени.
Обычно скорость передачи данных измеряется в битах в секунду (бит/с) и кратных единицах Кбит/с и Мбит/с.
На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть. Таким образом, компьютерная сеть – это совокупность абонентских систем и коммуникационной сети.
Виды сетей.
По территориальному признаку сети делят на локальные и глобальные.
Локальные сети (LAN, Local Area Network) объединяют абонентов, расположенных в пределах небольшой территории, не более 2–2.5 км.
Локальные компьютерные сети позволят организовать работу отдельных предприятий и учреждений, в том числе и образовательных, решить задачу организации доступа к общим техническим и информационным ресурсам.
Глобальные сети (WAN, Wide Area Network) объединяют абонентов, расположенных друг от друга на значительных расстояниях: в разных районах города, в разных городах, странах, на разных континентах (например, сеть Интернет).
Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные компьютерные сети позволят решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.
Основные компоненты коммуникационной сети :
сообщения ( текст или изображение);
средства передачи (физическая передающая среда и специальная аппаратура, обеспечивающая передачу информации).
Топология локальных сетей.
Под топологией компьютерной сети обычно понимают физическое расположение компьютеров сети относительно друг друга и способ соединения их линиями.
Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, методы управления обменом, надежность работы, возможность расширения сети.
Существует три основных вида топологии сети:
шина, звезда и кольцо.
Понятие о глобальных сетях
Глобальная сеть – это объединения компьютеров, расположенных на удаленном расстоянии, для общего использования мировых информационных ресурсов, самой популярной является сеть Интернет.
Обычно в глобальной сети объединяются компьютеры, работающие по разным правилам (имеющие различную архитектуру, системное программное обеспечение и т.д.). Поэтому для передачи информации из одного вида сетей в другой используются шлюзы.
Шлюзы (gateway)– это устройства (компьютеры), служащие для объединения сетей с совершенно различными протоколами обмена.
Протокол обмена– это набор правил (соглашение, стандарт), определяющий принципы обмена данными между различными компьютерами в сети.
Протоколы условно делятся на базовые (более низкого уровня), отвечающие за передачу информации любого типа, и прикладные (более высокого уровня), отвечающие за функционирование специализированных служб.
Главный компьютер сети, который предоставляет доступ к общей базе данных, обеспечивает совместное использование устройств ввода-вывода и взаимодействия пользователей называется сервером .
Компьютер сети, который только использует сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не отдает, называется. Для работы в глобальной сети пользователю необходимо иметь соответствующее аппаратное и программное обеспечение.
Что такое локальные сети?
Какие способы соединения устройств существуют?
Компьютерная сеть. Задачи, решаемые при объединении компьютеров в сеть.
Компьютерная сеть (вычислительная сеть, сеть передачи данных) — система связи между двумя или более компьютерами. Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления, как правило — различные виды электрических сигналов или электромагнитного излучения.
При объединении компьютеров в сеть появляется возможность уменьшить количество используемых принтеров, т.к. с любого компьютера можно вывести документ на принтер, подключенный к любому из компьютеров сети, к которому разрешен доступ. Поэтому КС можно рассматривать как систему с распределенными по территории аппаратными, программными и информационными ресурсами, причем технические средства определяют потенциальные, а программное обеспечение – реальные возможности КС.
В общем случае КС представляется совокупностью трех вложенных друг в друга подсистем: сети рабочих станций; сети серверов; базовой сети передачи данных.
26. Локальные компьютерные сети, основные понятия. Файловый сервер. Технология «клиент-сервер».
Важнейшей характеристикой локальных сетей является скорость передачи данных, поэтому компьютеры соединяются с помощью высокоскоростных адаптеров со скоростью передачи данных не менее 10 Мбит/с. В локальных сетях применяются высокоскоростные цифровые линии связи. Кроме того, локальные сети должны легко адаптироваться, обладать гибкостью: пользователи должны иметь возможность располагать компьютеры, подключенные к сети там, где понадобится, добавлять или перемещать компьютеры или другие устройства, а также по необходимости отключать их без прерываний в работе сети.
Настраиваем локальную сеть дома: оборудование, доступ к общим папкам и принтерам
Содержание
Содержание
Локальная сеть (Local Area Network, сокращенно LAN) — несколько компьютеров и гаджетов (принтеры, смартфоны, умные телевизоры), объединенных в одну сеть посредством специальных инструментов. Локальные сети часто используются в офисах, компьютерных классах, небольших организациях или отделениях крупных компаний. Локальная сеть дает большой простор для деятельности, например, создание умного дома с подключением саундбаров, телефонов, кондиционеров, умных колонок. Можно перебрасывать с телефона фотографии на компьютер без подключения по кабелю, настроить распознавание команд умной колонкой. Преимуществом является то, что локальная сеть — это закрытая система, к которой посторонний не может просто так подключиться.
Для чего нужна локальная сеть
Локальная сеть дает множество удобных функций для использования нескольких компьютеров одновременно:
Что нужно для создания локальной сети
Для создания собственной LAN-сети минимальной конфигурации достаточно иметь пару компьютеров, Wi-Fi роутер и несколько кабелей:
Нужное оборудование у нас есть, что дальше?
Сначала необходимо определиться, каким образом будут соединяться между собой компьютеры. Если используется проводной способ подключения, то подключаем все кабели к роутеру или коммутатору и соединяем их в сеть. Существует несколько способов создания LAN-сетей.
Если используется Wi-Fi, то сначала необходимо убедиться, поддерживают ли устройства данный вид связи. Для компьютера может пригодиться отдельный Wi-Fi-адаптер, который придется отдельно докупать. В ноутбуках же он предустановлен с завода. Подключаем устройства к одному Wi-Fi-маршрутизатору.
Настройка обнаружения
Просто подключить оборудование друг к другу недостаточно, поэтому идем дальше:
Теперь наступает важный этап работы: настроить сетевое обнаружение и общий доступ к файлам
Важно убедиться, чтобы у всех компьютеров были правильные IP-адреса. Обычно система автоматически настраивает данный параметр, но если при работе LAN появятся сбои, то нужно будет указать адреса вручную. Проверить IP можно с помощью «настроек параметров адаптера». Заходим в «Центр управления сетями и общим доступом» и оттуда нажимаем «Изменение параметров адаптера».
Нажимаем ПКМ по подключению и открываем свойства. Дальше открываем свойства IP версии 4 TCP / IPv4 (может иметь название «протокол Интернета версии 4»). IP-адрес — то, что нам нужно. Смотрим, чтобы у первого компьютера был адрес, отличный от второго. Например, для первого будет 192.168.0.100, 192.168.0.101 у второго, 192.168.0.102 у третьего и т.д. Для каждого последующего подключенного компьютера меняем последнюю цифру адреса. Стоит учесть, что у разных роутеров могут быть разные, отличные от указанных IP-адреса. На этом этапе локальная сеть уже готова и функционирует.
Заходим в раздел «Сеть» проводника. Если все подключено правильно, то мы увидим подключенные к сети устройства. Если же нет, то Windows предложит нам настроить сетевое обнаружение. Нажмите на уведомление и выберите пункт «Включить сетевое обнаружение и доступ к файлам». Стоит учесть, что брадмауэр может помешать работе LAN, и при проблемах с работой сети надо проверить параметры брадмауэра. Теперь надо только включить нужные папки и файлы для общего доступа.
Как открыть доступ к папкам?
Нажимаем ПКМ по нужной папке и заходим во вкладку «Доступ». Нажимаем «Общий доступ» и настраиваем разрешения. Для домашней локальной сети легче всего выбрать вариант «Все». Выбираем уровень доступа для остальных участников «чтение или чтение + запись».
Теперь из свойств папки заходим во вкладку безопасности. Нажимаем «Изменить» и «Добавить». Выбираем «Все» и активируем изменения. В списке разрешений для папки должна находиться группа «Все». Если нужно открыть доступ не к отдельной папке, а всему локальному диску, то нужно зайти в свойства диска, нажать «Расширенная настройка» и поставить галочку в поле «Открыть общий доступ». Командой «\localhost» можно посмотреть, какие папки данного компьютера имеют общий доступ для локальной сети. Чтобы просмотреть файлы из общих папок нужно в проводнике найти раздел «Сеть» и открыть папку нужного компьютера.
Как подключить принтер в локальную сеть
В «Устройствах и принтерах» нужно выбрать принтер и нажав ПКМ перейти в свойства принтера. Во вкладке «Доступ» нажать на галочку «Общий доступ». Принтер должен отображаться иконкой, показывающей, что устройство успешно подключено к LAN.
Если нужно закрыть доступ к папке, то в свойствах надо найти пункт «Сделать недоступными». Если же нужно отключить весь компьютер от LAN, то легче всего изменить рабочую группу ПК.
Администрирование и создание локальных сетей с помощью программ
Бывают ситуации, когда необходимо сделать локальную сеть, но это физически невозможно. На помощь приходит программное обеспечение, позволяющее создавать виртуальные локальные сети. Существуют разные программы для создания администрирования локальных сетей. Расскажем о паре из них:
RAdmin
Очень удобное приложение, позволяющее работать с локальной сетью или VPN в пару кликов. Основные функции программы это: удаленное управление компьютером с просмотром удаленного рабочего стола, передача файлов. Также программа может помочь геймерам, играющим по локальной сети.
Hamachi
Пожалуй, самая популярная программа в данной категории. Может создавать виртуальные локальные сети с собственным сервером. Позволяет переписываться, передавать файлы и играть в игры по сети. Также имеет клиент для Android.
Курс по основам компьютерных сетей на базе оборудования Cisco. Этот курс поможет вам подготовиться к экзаменам CCENT/CCNA, так как за его основу взят курс Cisco ICND1.
1.17 Как объединить три и более компьютера в сеть или зачем нужны коммутаторы
Привет, посетитель сайта ZametkiNaPolyah.ru! Продолжаем изучать основы работы компьютерных сетей, напомню, что эти записи основаны на программе Cisco ICND1 и помогут вам подготовиться к экзаменам CCENT/CCNA. В этой теме мы поговорим о том как объединить три или более компьютера в одну сеть, а в процессе этого разговора мы разберемся с вопросом: зачем нужны коммутаторы и какие преимущества они нам дают.
Перед началом я хотел бы вам напомнить, что ознакомиться с опубликованными материалами первой части нашего курса можно по ссылке: «Основы взаимодействия в компьютерных сетях».
1.17.1 Введение
Ранее мы очень много времени уделяли теоретическим вопросам и пытались в общих чертах разобраться с тем, как функционирует наша компьютерная сеть, теперь давайте поговорим немного про практические задачи и попробуем разобраться с тем как наладить взаимодействие между тремя и более конечными устройствами компьютерной сети, в частности, тремя компьютерами, для этих целей нам потребуется коммутатор.
Мы наконец-то опять воспользуемся Cisco Packet Tracer и попробуем собрать более сложную и интересную схему с использованием коммутаторов и нескольких компьютеров, обратите внимание: сейчас мы не рассматриваем хабы, они уже морально устарели, также в данной теме на неважно какой перед нами коммутатор: управляемый или неуправляемый, для нас это пока просто коммутатор, а в дальнейшем мы будем работать только с управляемыми коммутаторами.
1.17.2 Вспоминаем схему соединения двух узлов
Давайте вспомним нашу простую компьютерную сеть, в которой было ровно два участника, схема такой сети показана на Рисунке 1.17.1. Напомню, что устройства одного уровня модели OSI 7 при классической схеме включаются витой парой с перекрестным обжимом, на рисунке это показано пунктиром.
Рисунок 1.17.1 Два компьютера, соединенных витой парой
Скорее всего вы уже слышали о том, что для компьютера есть три очень важных параметра для сетевого подключения: IP-адрес, маска и основной шлюз. В нашем случае мы не задаем конечным устройствам шлюз по умолчанию, так как все наши устройства находятся в одной канальной среде или в одной подсети, поэтому шлюз не нужен, если бы нам нужно было попасть в другую сеть, то тогда нам бы потребовался шлюз, а сейчас этого нам не нужно.
Понять факт того, что два устройства находятся в одной подсети можно по комбинации IP-адреса и маски сети, с этим мы разберемся в дальнейшем. Результаты проверки при помощи утилиты пинг говорят нам, что все хорошо: компьютер может взаимодействовать с ноутбуком (Рисунок 1.17.3), а ноутбук с компьютером (Рисунок 1.17.2).
Рисунок 1.17.2 Проверяем соединение от ноутбука к ПК
Пинг проходит, потерь нет, всё здорово.
Рисунок 1.17.3 Проверяем соединение от ПК к ноутбуку
В обратную сторону ситуация аналогичная, все хорошо работает. Давайте посмотрим на физический интерфейс ноутбука и компьютера, то есть на сетевую карту, которая выполняет работу сразу на трех уровнях эталонной модели сетевого взаимодействия или на двух уровнях модели стека протоколов TCP/IP, в Cisco Packet Tracer это сделать можно, достаточно кликнуть два раза левой кнопкой мышки по устройству, находящемуся в рабочей области, а затем в появившемся окне выбрать вкладку Physical.
Ноутбук и доступные для него интерфейсы показан на Рисунке 1.17.4, вкладку Physical я выделил красным прямоугольником, сетевая карта ноутбука выделена зеленым.
Рисунок 1.17.4 Интерфейс физического подключения к сети на ноутбуке
Слева показаны интерфейсы, которые можно использовать в качестве сетевой карты ноутбука. Если нажать левой кнопкой мышки на тот или иной интерфейс, то в нижней части окна появится его краткое описание и примерный внешний вид, это показано на Рисунке 1.17.5
Рисунок 1.17.5 Физические интерфейсы сетевой карты на ноутбуке в Cisco Packet Tracer
Сетевые карты на ноутбуке в Cisco Packet Tracer (о других стандартных физических компонентах компьютерной сети вы можете почитать в соответствующей публикации) меняются очень просто: сначала нам нужно выключить ноутбук, нажав на кнопку питания, выделенную желтым на Рисунке 1.17.4, затем зажать левой кнопкой мышки на текущей сетевой карте ноутбука и перетащить ее в левую область, где расположен список сетевых модулей, таким образом мы извлекли сетевую карту из ноутбука, затем нам нужно выбрать новую сетевую карту из списка, зажать на ней левую кнопку мыши и перетащить ее в освободившийся разъем на устройстве, после этого не забудьте включить питание.
На Рисунке 1.17.6 показана вкладка Physical, но уже для стационарного ПК, выглядит и меняется это все аналогично.
Рисунок 1.17.6 Интерфейс физического подключения к сети на стационарном ПК
Обратите внимание: что у ноутбука, что у стационарного ПК в сетевой карте один разъем для подключения. Тут логично задуматься над вопросом: что делать, если нам нужно соединить три или больше устройств и заставить их работать вместе?
1.17.3 Что если узлов нужно соединить больше, чем два?
Первое, что приходит на ум – добавить каждому устройству по сетевой карте и соединить эти устройства между собой. Ломовое решение, допустим, на стационарном ПК это бы и получилось, есть сетевые карты с двумя и более разъемами, есть конструктивные решения, которые позволяют нам добавить сетевую карту к ПК, но что делать с ноутбуком, там-то сетевую карту не добавишь. И допустим, нам нужно объединить три ПК между собой, и мы даже нашли ноутбук с двумя сетевыми картами, давайте посмотрим на схему, которая показывает такое соединение на Рисунке 1.17.7.
Рисунок 1.17.7 Соединяем три компьютера между собой
Помните, мы говорили о физической и логической топологии компьютерной сети, сейчас мы по сути реализовали топологию full mesh, хотя в данном случае это можно назвать еще и кольцом, хотя как кольцо эта схема не будет работать, это видно по IP-адресам, которые заданы на интерфейсы сетевых карт.
Итак, на схеме показано три компьютера, соединенных между собой витой парой, что же не так с этой схемой? Давайте посмотрим, во-первых, пришлось потратить денег для того, чтобы купить по дополнительной сетевой карте каждому участнику сети, вас никто не погладит по головке за дополнительные расходы. Во-вторых, соединение в такой схеме должно быть каждый на каждого, чтобы узлы общались друг с другом без проблем.
Третий момент, избыточность соединительных линий, а это тоже дополнительные расходы на монтаж этих самых линий и затем на дальнейшее обслуживание, кабель бесплатно никто прокладывать не будет. Четвертый момент, неэкономное расходование IP-адресов, да сейчас мы используем частные IP-адреса, которых для небольших сетей хватит за глаза, но проблема в том, что в данном случае для соединения трех машин между собой мы использовали три подсети: 192.168.1.(1-255), 192.168.2.(1-255), 192.168.3.(1-255). Но по сути только лишь в первую подсеть мы могли бы включить 253 машины, а включили только две, хотя тут можно было бы использовать и более мелкие подсети, но мы с масками пока не работали и сейчас ничего не будем усложнять.
Пятый недостаток заключается в масштабируемости такой сети, представьте, что в эту сеть вам потребуется добавить четвертый компьютер, если следовать выбранному принципу, то получится примерно такая схема, как показано на Рисунке 1.17.8.
Рисунок 1.17.8 Соединяем четыре компьютера между собой
Итак, для того чтобы соединить четыре компьютера нам потребовалось по три сетевых карты на каждом устройстве, шесть соединительных линий и шесть подсетей, по сути мы сейчас лишились всех тех преимуществ, который дает нам технология Ethernet, но также мы устранили некоторые недостатки этой технологии, об этом обо всем мы поговорим в отдельной части, посвященной технологии Ethernet, сейчас просто обратите внимание на все те неудобства, которые несет схема соединения каждый на каждого, их на самом деле больше, но мы перечислили самые очевидные. Для решения этой проблемы я перечислю вам три способа: использовать схему с общей шиной и коаксиальные Ethernet провода, использовать хаб и использовать коммутатор.
Про хабы и схему с общей шиной мы поговорим в отдельных темах, благо что сейчас вы их редко где встретите, также не стоит путать хабы с простенькими неуправляемыми коммутаторами, в основе их работы лежат разные физические и канальные процессы, ну а про коммутаторы мы сейчас немного поговорим и посмотрим, как они могут облегчить вам жизнь.
1.17.4 Нас спасает коммутатор
Итак, у нас стоит задача объединить четыре компьютера в локальную сеть без лишних трудозатрат, для решения такой или подобной задачи в современных компьютерных сетях используются коммутаторы, на данном этапе нам даже не важно что за коммутатор перед нами: управляемый или простенький неуправляшка. Давайте посмотрим на то, как преобразится наша схема, если мы будем использовать коммутатор. Тут стоит сказать, что с добавлением коммутатора изменится не только топология, но и другие характеристики планируемой компьютерной сети. Давайте сперва добавим коммутатор в проект Cisco Packet Tracer, где найти коммутаторы показано на Рисунке 1.17.9.
Рисунок 1.17.9 Где найти коммутатор в Cisco Packet Tracer
Чтобы добавить коммутатор в проект нужно сперва нажать на иконку, выделенную зеленым, затем желтым, а после этого перетащить в рабочую область красную иконку. Тем самым вы добавите в проект коммутатор Cisco 2960 – это один из самых простых и дешевых управляемых коммутаторов Cisco, который чаще всего используется на уровне доступа в корпоративных сетях, если они построены на базе оборудования Cisco.
Обратите внимание на Рисунок 1.17.10, здесь показаны порты коммутатора Cisco 2960. У данного коммутатора имеется один консольный порты, который используется для первоначальной конфигурации устройства, 24 медный порта с пропускной способностью 100 Мбит/c (про скорость передачи данных можно понять по надписи FastEthernet), обычно эти порты используются для подключения конечных абонентов, а также два гигабитных медных порта, которые чаще всего используются для соединения коммутатора с другими коммутаторами или маршрутизаторами.
Рисунок 1.17.10 Порты коммутатора Cisco 2960
Иногда первых двадцать четыре порта называют access-портами или портами доступа, что не совсем корректно. Да, эти порты чаще всего используются для подключения конечных абонентов, но никто не запрещает вам использовать эти порты для соединения с другими коммутаторами/маршрутизаторами. Два гигабитных порта иногда называют транковыми, поскольку они используются для соединения с другими транзитными устройствами сети, но опять же, эти порты можно использовать и для подключения конечных абонентов, никто этого вам запретить не может. Само логическое состояние порта: транк(trunk) и access мы обсудим и поговорим про настройки, когда начнем разбираться с вланами.
Как выглядит лицевая панель коммутатора Cisco 2960, а также других устройств от Cisco, можно посмотреть в самом Cisco Packet Tracer, достаточно кликнуть дважды на интересующее устройство и в левом верхнем углу появившегося окна выбрать вкладку Physical, появится рисунок устройства, который можно приближать и удалять, лицевая панель нашего коммутатора показана на Рисунке 1.17.11.
Рисунок 1.17.11 Лицевая панель коммутатора Cisco 2960
Теперь давайте объединим наши компьютеры в сеть при помощи коммутатора, обратите внимание на Рисунок 1.17.12. Тут нужно сказать вот о чем: при подключении к порту коммутатора вы не сможете тут же начать передавать данные, главным образом из-за того, что работает протокол защиты от петель STP, который в первичной своей редакции очень медленный, также при подключении коммутатор согласовывает физические и канальные характеристики передачи данных с удаленным устройством, но это уже влияет не так сильно.
Рисунок 1.17.12 Передача данных начнется не сразу, это видно по оранжевой индикации со стороны коммутатора
О том, что передавать данные еще нельзя, говорит нам оранжевая индикация со стороны коммутатора, с появлением зеленой индикации можно начинать передавать данные. На Рисунке 1.17.13 показана та же схема, но здесь коммутатор уже готов к передаче данных.
Рисунок 1.17.13 Коммутатор готов к передаче данных
Об этом нам говорит зеленая индикация с обеих сторон. Также обратите внимание на то, что для конечных устройств я задал IP-адрес и маску подсети, а к настройкам коммутатора я не прикасался вовсе, для работы схемы в данном случае нам это не нужно, сейчас мы можем даже считать, что на коммутаторе нет IP-адреса. Также обратите внимание, если навести курсор мыши на зеленую лампочку и немного его там подержать, появится подсказка в виде портов, в которые включен выбранный кабель, на Рисунке вы можете видеть надписи Fa0 и Fa0/1, эти надписи появились после наведения и говорят о том, что первый компьютер включен в порт коммутатор FastEthernet0/1.
Теперь давайте проверим работоспособность схемы, зайдем на первый ПК и пропингуем с него три других, результаты показаны на Рисунке 1.17.14.
Рисунок 1.17.14 Проверяем работоспособность схемы с коммутатором
Мне следует сделать небольшое примечание уже сейчас: в нашей импровизированной компьютерной сети в качестве транзитного узла используется коммутатор, то есть устройство канального уровня нашей компромиссной модели передачи данных, которую мы выработали, когда разбирались с моделью стека протоколов TCP/IP. А это очень важно, так как это означает, что для передачи данных по нашей сети сетевой уровень не используется вовсе, так как транзитный узел не умеет работать с IP-адресами, то есть, если посмотреть на инкапсуляцию данных в такой сети в процессе их передачи, то мы не увидим заголовков сетевого уровня (IP-протокол просто не используется), если выполнить декомпозицию взаимодействия в сети с коммутаторами, то мы увидим, что для передачи данных из точки А в точку Б будет достаточно только двух уровней: физического и канального.
Как видим, пинг проходит до всех участников сети без потерь, для полной проверки нужно повторить эту манипуляцию со всех устройств, но это уже вы сможете сделать самостоятельно. Сейчас же я хочу вернуть вас к схеме с четырьмя устройствами, соединенными напрямую, там у нас было три сетевых карты на каждом устройстве, шесть соединительных медных линий, а также мы использовали шесть подсетей, в которые можно было включать до 253 устройств. С появлением коммутатора наша жизнь резко изменилась, нам потребовалась одна подсеть, из которой мы заняли четыре IP-адреса по числу устройств (192.168.1.1, 192.168.1.2, 192.168.1.3, 192.168.1.4), на каждом конечном устройстве по одной сетевой карте, так как больше и не надо, а для соединения нам потребовалось четыре медных линии типа витая пара, кстати, обратите внимание: конечные устройства соединяются с коммутатором при помощи витой пары с прямой схемой обжима, так как Cisco Packet Tracer считает, что компьютеры находятся на сетевом уровне модели OSI 7, а коммутаторы доступа находятся на канальном уровне эталонной модели.
Давайте сейчас попробуем сделать широковещательный запрос в нашу сеть, для этого нам нужно с первого компьютера пропинговать самый последний IP-адрес подсети, в которой он находится, в данном случае это 192.168.1.255. Сейчас я попытаюсь дать поверхностное объяснения тому, как я определил широковещательный IP-адрес, в дальнейшем будет более подробный разговор.
У нашего первого ПК задан IP-адрес 192.168.1.1 с маской 255.255.255.0, это означает, что IP-адреса других компьютеров, которые могут находится в одной подсети или в одном широковещательном домене с первым компьютером, должны начинаться с 192.168.1.x, а вот в качестве «x» может быть любое число от 0 до 255, но дело в том, что IP-адрес 192.168.1.0 – это номер нашей подсети и его нельзя задавать конечным устройствам, также, как и IP-адрес 192.168.1.255, который является широковещательным IP-адресом, если попробовать пропинговать такой адрес, то наш компьютер обратится ко всем узлам, которые находятся с ним в одной подсети, в современных компьютерных сетях широковещательные IP-адреса используются для служебных целей, например, чтобы получить IP-адрес от DHCP-сервера. Хочу сразу заметить, что не стоит обобщать широковещательный трафик с видами сетевого взаимодействия, которых мы говорили, это совсем другая классификация. Обратите внимание на результаты работы команды ping 192.168.1.255 в рамках нашей схемы, он показан в листинге ниже: