Локальные вычислительные сети (ЛВС): что это такое простыми словами

Локальные вычислительные сети (ЛВС): что это такое простыми словами

Локально-вычислительные сети — это коммуникация между компьютерами на небольшой территории: офиса, группы комнат или одного здания. Сеть соединяет устройства с помощью специальных проводов или радиосигнала. Такие соединения являются автономными и не зависят от подключения к интернету или других факторов. Локально вычислительные сети позволяют существенно оптимизировать работу и снизить издержки на связь.

Урок 24
§4.1 Локальные и глобальные компьютерные сети

Ранее мы уже говорили о том, что передача информации — один из важнейших информационных процессов. Информация передаётся от источника к приёмнику в форме некоторой последовательности сигналов, символов, знаков. Например, при непосредственном разговоре между людьми происходит передача звуковых сигналов — речи; при чтении текста человек воспринимает графические символы — буквы. Передаваемая последовательность сигналов, символов, знаков называется сообщением.

Канал связи (передачи информации) — это система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений от источника к приёмнику. При непосредственном общении людей информация передаётся с помощью звуковых волн, при разговоре по телефону — с помощью акустических и электрических сигналов, распространяемых по линиям связи, при чтении — с помощью световых волн.

Любое преобразование информации, идущей от источника, в форму, пригодную для её передачи по каналу связи, называется кодированием. В настоящее время широко используется цифровая связь, когда передаваемая информация преобразуется в двоичный код.

Недостаточное техническое качество каналов связи и некоторые другие причины могут приводить к искажению передаваемого сигнала и потере информации. Во избежание таких ситуаций передаваемый по линии связи код делают избыточным. За счёт этого потеря какой-то части информации при передаче может быть компенсирована. Кроме того, в современных системах цифровой связи все сообщения разбиваются на части (пакеты, блоки). Для каждого блока вычисляется контрольная сумма (сумма двоичных цифр), которая передаётся вместе с данным блоком. В месте приёма заново вычисляется контрольная сумма принятого блока, и если она не совпадает с первоначальной суммой, то передача данного блока повторяется.

На протяжении столетий для передачи писем человечество пользовалось услугами почтовой связи; во второй половине XIX века была изобретена технология передачи звука (телефон); с 30-х годов XX века для передачи изображений стал использоваться телефакс. В наши дни для передачи текстов, изображений, звука и многих других видов информации повсеместно используются компьютерные сети — два и более компьютеров, соединённых линиями передачи информации. С появлением компьютерных сетей стало возможным отправить письмо, которое доходит быстрее, чем телеграмма, получить ответ, узнать последние новости, поговорить с другом, сидящим у компьютера за сотни километров, так, будто он находится в соседней комнате, заказать билет на самолёт или номер в гостинице, «скачать» нужную программу, мелодию или фильм.

Важной характеристикой компьютерной сети является скорость передачи информации, или пропускная способность канала. Эта величина определяется как количество информации в битах в секунду (бит/с) и в производных единицах: килобитах в секунду (1 Кбит/с = 1000 бит/с), мегабитах в секунду (1 Мбит/с = 1000 Кбит/с), гигабитах в секунду (1 Гбит/с = 1000 Мбит/с).

Различают локальные и глобальные компьютерные сети.

4.1.2. Что такое локальная компьютерная сеть

Локальная компьютерная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс) или в одном здании (например, в локальную сеть могут быть объединены все компьютеры, находящиеся в здании школы). Локальная сеть позволяет пользователям получить совместный доступ к ресурсам компьютеров, а также к периферийным устройствам (принтерам, сканерам, дискам, модемам и др.), подключённым к сети.

Локальные сети бывают одноранговыми и с выделенным сервером.

В небольших локальных сетях все компьютеры равноправны, т. е. каждый из них может использовать ресурсы другого. Пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (файлы, папки, диски) сделать доступными для всей сети. Такие сети называются одноранговыми.

В сетях с большим количеством пользователей нежелательно, чтобы все они имели доступ ко всем компьютерам сети. При объединении более 10 компьютеров целесообразно выделять наиболее мощный компьютер — сервер (англ. server — обслуживающий). На жёстком диске сервера размещают файлы (данные и программы), к которым получают доступ другие компьютеры сети — клиенты. Кроме того, всем пользователям сети может быть доступно периферийное оборудование, подключённое к серверу (например, принтер или сканер).

Каждый компьютер, подключаемый к локальной сети, должен иметь специальную плату — сетевой адаптер. Её функция — передача и приём сигналов, распространяемых по каналам связи.

Соединение компьютеров (их сетевых плат) в локальную сеть осуществляется с помощью различных типов кабелей (витая пара, оптическое волокно — рис. 4.1) или по беспроводным каналам (типа Wi-Fi).

Рис. 4.1. Кабели:
витая пара и оптоволокно

Витая пара представляет собой два изолированных медных провода, скрученных один относительно другого. Такое скручивание проводов снижает влияние помех на сигналы, передаваемые по этому кабелю. Соединение «витая пара» представляет собой несколько витых пар (2 или 4), покрытых пластиковой оболочкой. Скорость передачи данных — от 10 Мбит/с до 1000 Мбит/с.

Оптоволоконный кабель передаёт свет по стеклянному волокну. Такой тип соединения обеспечивает очень высокую скорость передачи, протяжённость канала составляет сотни и тысячи километров, и он абсолютно не подвержен электромагнитным помехам. Скорость передачи данных — от 100 Мбит/с до 10 Гбит/с.

Беспроводное соединение Wi-Fi обеспечивает скорость передачи данных до 300 Мбит/с.

4.1.3. Что такое глобальная компьютерная сеть

Локальные сети, объединяя десятки компьютеров на небольшой территории, не обеспечивают совместный доступ к информации пользователям, находящимся на значительном расстоянии друг от друга (например, в различных населённых пунктах).

Глобальная компьютерная сеть — это система связанных между собой компьютеров, расположенных на сколь угодно большом удалении друг от друга (например, в разных странах и на разных континентах).

Примерами глобальных компьютерных сетей могут служить региональные и корпоративные сети. Региональные компьютерные сети обеспечивают объединение компьютеров в пределах одного региона (города, области, края, страны). Корпоративные компьютерные сети создаются для обеспечения деятельности различного рода корпоративных структур, имеющих территориально удалённые подразделения (например, банков со своими филиалами).

Наиболее известной и самой обширной глобальной компьютерной сетью является Интернет. Эта сеть объединяет многочисленные локальные, региональные и корпоративные сети, а также компьютеры отдельных пользователей, распределённые по всему миру.

Основой любой глобальной компьютерной сети являются компьютерные узлы и каналы связи.

Узел — это мощный компьютер, постоянно подключённый к сети. К узлам компьютерной сети подключаются абоненты — персональные компьютеры пользователей или локальные сети.

Для передачи данных в глобальных сетях применяют самые разнообразные физические каналы: электрический кабель; радиосвязь через ретрансляторы и спутники связи; инфракрасные лучи (как в телевизионных пультах дистанционного управления); современный оптоволоконный кабель; обычную телефонную сеть.

Организация, предоставляющая пользователям связь с глобальной сетью через свои компьютеры, называется провайдером (англ. provider — поставщик) сетевых услуг.

Задача. Скорость передачи данных через некоторое соединение равна 128 ООО бит/с. Какое количество времени (в секундах) потребуется для передачи через это соединение файла размером 625 Кбайт?

САМОЕ ГЛАВНОЕ

Компьютерная сеть — это два и более компьютеров, соединённых линиями передачи информации.

Локальная компьютерная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении или в одном здании, и обеспечивает пользователям возможность совместного доступа к ресурсам компьютеров, а также к периферийным устройствам, подключённым к сети. Локальные сети бывают одноранговыми и с выделенным сервером.

Глобальная компьютерная сеть — это множество связанных между собой компьютеров, расположенных на сколь угодно большом удалении друг от друга (например, в разных странах и на разных континентах).

Вопросы и задания

1. Ознакомьтесь с материалами презентации к параграфу, содержащейся в электронном приложении к учебнику. Что вы можете сказать о формах представления информации в презентации и в учебнике? Какими слайдами вы могли бы дополнить презентацию?

2. Как вы понимаете смысл фразы: «Возможность передачи знаний, информации — основа прогресса всего общества в целом и каждого человека в отдельности»? Обсудите этот вопрос в группе.

3. С давних времён люди различными способами обменивались сведениями, извещали об опасности или передавали важную и срочную информацию. Подготовьте небольшое сообщение об одном из ранее использовавшихся способов передачи информации.

4. Что такое компьютерная сеть?

5. Что такое канал связи? Как определяется пропускная способность канала связи?

6. Как устроена одноранговая локальная сеть?

7. Как устроена локальная сеть с выделенным сервером?

8. Какого типа локальная сеть установлена в вашем компьютерном классе? Какие функции она выполняет?

9. Какие сети называются глобальными? Приведите примеры таких сетей.

10. Какие каналы связи используются для передачи данных в глобальных компьютерных сетях?

11. Скорость передачи данных по некоторому каналу связи равна 512 ООО бит/с. Передача файла по этому каналу занимает 16 с. Определите объём файла в килобайтах.

12. Узнайте названия фирм, являющихся поставщиками сетевых услуг в вашей местности.

13. Постройте граф отношений, связывающих понятия, рассмотренные в этом параграфе.

Что такое локальная сеть, и в чем ее плюсы?

Локальная сеть (LAN, Local Area Network) – это компьютерная сеть, позволяющая нескольким компьютерам (офисам, квартирам, домам, районам) подключаться к Интернету через единую точку доступа. Общей точкой доступа могут выступать модемы, маршрутизаторы, коммутаторы, сетевые адаптеры. Соответственно, локальная сеть может быть построена по технологии Ethernet (проводной доступ в Интернет) или Wi-Fi, Bluetooth, GPRS (беспроводной доступ).

София Горобченко, Rubroad.ru

Подключение к Интернету через «локалку» очень удобно для членов сети, поэтому данная технология имеет большое распространение в России и других странах. Особенно популярны локальные сети в крупных городах с большой численностью населения. Этим часто пользуются предприимчивые операторы и частные лица, организовывая большие и маленькие локальные сети. Такая сеть может охватывать всего лишь несколько квартир в одном доме, а может быть распространена и на целый город с десятками и сотнями домов. Здесь уже все зависит от мощностей точки доступа и количества желающих.

Сама же точка доступа подключается к Интернету через оптоволокно, кабельный модем или линии DSL. Это позволяет приобрести достаточно высокую скорость и стабильность работы, нужные для создания локальной сети. Ведь в таких сетях скорость раздачи очень важна, особенно если количество участников сети достигает нескольких десятков или сотен компьютеров.

Следят за нормальным функционированием локальных сетей сетевые администраторы. Именно они и настраивают оборудование, устанавливают новое ПО, следят за стабильной работой сети. При организации небольших, местных локальных сетей сетевым администратором может выступать любой энтузиаст, взявший на себя эти обязанности. Но в крупных «локалках», протянутых провайдерами, обязательно существует должность «сетевой администратор».

Еще одной особенностью локальных сетей является использование единого внешнего IP-адреса для подключения к Интернету. Т.е. внешний IP-адрес, уникальный, имеет только точка доступа, внутри же сети каждый пользователь имеет свой внутренний IP-адрес. В пределах локальной сети внутренние IP-адреса также уникальны, но в разных локальных сетях они могут повторяться. Это не мешает нормальной работе, поскольку внутренние адреса не регистрируются в Интернете и не имеют доступа в Глобальную Сеть. Благодаря такой схеме экономятся и IP-адреса, с которыми в наше время существования миллионов пользователей Интернета появился напряг.

Беспроводные локальные сети

Крупные беспроводные локальные сети сегодня организовываются нечасто, поскольку в широком распространении пока нет беспроводной технологии, которая бы позволила достичь высокой скорости доступа и возможности передавать большие объемы информации для многих пользователей. Как известно, чем больше компьютеров подключено к одной беспроводной сети, тем хуже связь и медленнее скорость. Поэтому беспроводные локальные сети, построенные по технологии Wi-Fi (самые распространенные), Bluetooth, GPRS, – это чаще маленькие содружества нескольких пользователей. Благодаря таким сетям пользователи экономят на Интернете, ведь оплата проходит для одной точки доступа, а пользуются ею несколько абонентов.

Правда, случаются и паразитические сосуществования пользователей. Это когда «соседи» (или люди, до которых добивает беспроводная сеть) тайно и, соответственно, бесплатно подключаются к Wi-Fi-сети абонента. Если вы настроили дома незащищенную паролем беспроводную сеть через роутер, то вы также можете стать жертвой таких «паразитов». Ведь для человека, хоть немного разбирающегося в ИТ-технологиях, не составит большого труда найти вашу сеть и подключиться к ней в тайне от вас. Именно поэтому при настройке Wi-Fi-маршрутизаторов всегда рекомендуется защищать подключение сложным паролем. Правда, его тоже можно при желании сломать, но для этого потребуется значительно больше усилий и времени, поэтому рядовой пользователь просто не захочет этим заниматься.

У беспроводных локальных сетей есть и еще один недостаток: такая сеть не может быть значительно распространена географически по причине того, что Wi-Fi передатчики имеют ограниченный диапазон. Поэтому охватить целый район беспроводной «локалкой» сложно. Зато беспроводные локальные сети могут стать единственной надеждой пользователей, к которым дорого и трудно протянуть кабели.

В целом, можно сказать, что беспроводные локальные сети – это сети будущего. Когда будет внедрена в широкое пользование качественная технология беспроводного Инетрнет-доступа, тогда смогут развиваться и расширяться беспроводные локальные сети. Возможно, толчком к этому станет внедрение LTE связи в России. Ведь данная технология позволяет получить значительно более высокую скорость доступа в Интернет, чем существующие ныне 2G и 3G.

Проводные локальные сети

Проводные локальные сети строятся, в основном, по технологии Ethernet. Т.е. к точке доступа протягивается оптоволоконный кабель, DSL канал или ставится кабельный модем, а от нее отходит кабель Ethernet (витая пара) к пользователям-членам локальной сети. Кабельный Интернет-доступ является намного более надежным и скоростным, чем беспроводной, но несколько менее удобным. В частности, лишние провода всегда мешают.

Зато при помощи Ethernet можно подключить к одной сети большое количество пользователей на значительной территории, да и скорость они получат приличную. Еще один позитив в том, что надежность кабельных подключений высока, проводные сети не зависят от погодных условий, как это бывает с беспроводными сетями. Да и разрывы подключения случаются намного реже. Кроме того, Ethernet подключение достаточно хорошо защищено от внешних помех. А стоимость витой пары намного ниже, чем передатчиков для беспроводной связи.

С уверенностью можно сказать одно: если у вас есть возможность протянуть кабель Ethernet, выбирайте этот вариант подключения к локальной сети. Беспроводными локальными сетями вынуждены пользоваться те абоненты, к компьютерам которых сложно или дорого протянуть витую пару.

Технология Ethernet имеет несколько разновидностей в зависимости от скорости передачи данных. Самая первая модификация работала на скорости всего в 1 Мбит/с, сегодня же существует 100-гигабитный Ethernet. Скорость Ethernet подключения зависит от кабеля, оборудования и стандарта связи. Конечно, для локальных сетей не используются самые скоростные модификации Ethernet, поскольку в этом нет надобности. Высокогигабитный Ethernet используется, в основном, лабораториями для научных исследований и проч. Рядовому пользователю локальной сети достаточно скорости в 100 Мбит/сек.

Преимущества локальных сетей

Прежде всего, члены локальной сети могут обмениваться данными (зачастую это фильмы, игры, музыка, книги и др. текстовая информация, компьютерные программы и проч.) на достаточно высокой скорости, что намного удобнее, чем качать все вышеупомянутое напрямую из Интернета. Большинство локальных провайдеров предоставляют своим абонентам услугу закачивания данных из внутренней базы локальной сети на высокой скорости.

Кроме того, в «локалках», обычно, есть своеобразный каталог – перечень объектов, которые можно закачать у партнеров по локальной сети. Тогда как в Интернете часто приходится долго бороздить просторы в поисках того, что вам нужно. Главное условие для администратора – правильно организовать каталог и регулярно следить за ним. Ведь если дать пользователям возможность свободно изменять перечень и создавать новые разделы, то очень скоро в каталоге возникнет хаос. Тогда уже ничего нельзя будет найти просто и быстро.

Еще одно преимущество локальной сети в том, что за ее нормальным функционированием следит специально назначенный человек, который регулярно обновляет ПО для более скоростного и удобного доступа в Интернет, а также устраняет неполадки. Отдельно взятому пользователю остается лишь следить за своим собственным компьютером и исправностью витой пары. Но даже в случае возникновения проблем он может обратиться в техподдержку локального провайдера. Поскольку такие операторы, обычно, небольшие и имеют не слишком масштабно развернутую сеть, то их техподдержка работает исправно. На каждого специалиста возложена не слишком большая нагрузка. Правда, локальные операторы могут экономить на этом и нанимать только одного специалиста – этого, конечно, может оказаться недостаточно для полноценной технической поддержки сети. Но, чаще всего, действует принцип: чем меньше оператор, тем проще и приятнее с ним работать, тем лояльнее он относится к каждому отдельно взятому клиенту. Поэтому не бойтесь маленьких локальных сетей, но узнавайте отзывы об их работе у существующих абонентов.

Местные локальные сети, созданные внутри компании, позволяют упростить работу офисным сотрудникам. Благодаря «локалке» работники могут легко обмениваться данными, пользоваться офисными устройствами и общаться внутри своей сети.

Таким образом, локальные сети представляют собой удобную и выгодную возможность подключения к Интернету нескольких пользователей. Локальные сети различной величины создаются для разных целей: от соединения сетью офиса компании до высокоскоростного доступа в Интернет целых районов города. При этом существуют проводные и беспроводные локальные сети – пользователь выбирает для себя более удобный вариант подключения. Изобретение локальный сетей способствовало развитию ИТ-технологий и более широкому распространению Интернета среди российских пользователей.

Почему используется Ethernet

Подключение к сети Ethernet используется потому, что оно менее уязвимо для сбоев. Беспроводные технологии подвержены проблемам с подключением, особенно когда устройства начинают удаляться от маршрутизатора, к которому они подключены. Он предлагает более стабильное соединение, потому что существует физическая связь между компьютером и беспроводной сетью.

Более того, он более безопасен, чем беспроводные технологии. Большинство беспроводных подключений к интернету безопасны, но есть способы ими управлять. Соединения должны быть выполнены с помощью кабелей, а это означает, что злоумышленнику потребуется физический доступ к кабелю, чтобы получить доступ к данным, хранящимся в сети.

Он смог обеспечить стабильно высокий уровень производительности. Первоначально он мог передавать 10 мегабит в секунду. Только за 90-е это число увеличилось в 10 раз. Сегодня соединения могут поддерживать соединения со скоростью в несколько десятков гигабит в секунду. Вы часто будете слышать, как сейчас люди говорят о «гигабитном Ethernet» по этой причине, который является очень быстрым Ethernet-соединением.

Это преимущество в производительности было даже более значительным, учитывая относительно низкую стоимость. В зависимости от приобретаемых вами кабелей стоимость настройки Ethernet в сети может быть очень низкой. Если учесть сумму, которую компании взимают за беспроводные инструменты, становится ясно, что во многих случаях он является более доступным вариантом.

Многие типы локально-вычислительных сетей могут подвергнуться взлому.

Так как все компьютеры соединены в одну сеть с общим доступом к файлам друг друга, то есть вероятность, что все это позволит любому хакеру внедрить вирус, троян в сеть, который распространится по всем компьютерам и устройствам в сети (почти всем), где есть проблемы с безопасностью.

Те же специалисты по техническому обслуживанию могут нести угрозу для компании, ведь ему ничего особо не мешает повлиять на сеть, особенно, если система типа сервер-клиент, для варианта одноранговой локальной сети это не так опасно.

А сделать можно много:

• Украсть все данные, особенно, если они ничем не защищены и находятся в доступе локальной сети.
• Внедрить шпиона, чтобы он исследовал действия пользователей.
• Там, где рабочие компьютеры, там и домашние. Легким движением руки весь вредоносный код перекочует на домашний компьютер, если на нем не установлен антивирус.
• Можно остановить саму деятельность сети, вызвав перезагрузку.
• И много чего еще.

Поэтому нужно беспокоиться о безопасности всей сети.

Администрирование и создание локальных сетей в Windows 10

Иногда необходимо обеспечить обмен файлами или получить доступ к настройкам одного компьютера с другого. Для этого применяются технологии виртуальных локальных сетей и специализированное программное обеспечение. Сейчас мы расскажем о наиболее известных и популярных программах.

RAdmin для Windows

Интуитивно понятный интерфейс. Есть приложение сервер и приложение сетевой клиент. Устанавливаются на соответствующих компьютерах. RAdmin позволяет настроить виртуальную локальную сеть или VPN в считанные минуты.

Расширенный функционал позволяет получить полный доступ не только к файлам, но даже рабочему столу компьютера. Это необходимо, если нужно помочь менее опытному пользователю настроить что-либо или для того, чтобы администратор смог лично увидеть, что именно происходит на экране пользователя без физического присутствия у терминала.

Hamachi для Windows

Еще одно популярное приложение, позволяющее настраивать сетевое локальное соединение в несколько кликов. Есть собственный встроенный виртуальный сервер, локальный чат. Пользователи могут обмениваться файлами, общаться и даже играть по локальной сети в игры. Есть приложение для мобильных операционных систем.

Оба вида сравнивают по одним и тем же критериям. Это позволяет четче увидеть очевидные различия.

Каждый человек, так или иначе, сталкивался и продолжает сталкиваться с проявлением обеих форм. Этого требуют условия современной жизни.

Глобальная сеть охватила страны. Объединенная конструкция хранения и передачи информации провоцирует повышение скорости во всех сферах жизни человека. Распределительная организация, которая напрямую связана как с локальными, так и с глобальными сетями, названа Всемирной паутиной. Современное общество уже не способно обходиться без упорядочивания и распределения информации, ее передачи и хранения в заархивированном виде.