Организация компьютерной сети/инфраструктуры для малого предприятия

Определение и назначение ЛВС

Характеристики, функции и область применения ЛВС

Структура функционирования и компоненты системы

Монтаж локально-вычислительной сети

В самом названии Локальная вычислительная сеть уже заложено назначение, функции и ограничения системы. Разберем название на составляющие. Локальная, образовано от английского local — местный, то есть сеть привязана к конкретному географическому месту и имеет ограничения по территории, вычислительная, связано с составом сети (вычислительное оборудование, ПО) и ее назначением, сеть – подразумевает под собой объединение вычислительного оборудования и ПО на определенной территории (локальной) в сеть (по средствам кабелей).

Таким образом можно сформулировать определение Локально вычислительной сети (ЛВС) — это система взаимосвязанных вычислительных ресурсов (компьютеры, серверы, маршрутизаторы, програмное обеспечения и др.), распределенных по сравнительно небольшой территории (офис или группа зданий), служащая для приема-передачи, хранения и обработки информации различного рода.

Разные локально вычислительные сети могут функционировать по отдельности или быть связаны между собой с помощью средств коммуникаций, например на предприятиях с филиальной сетью в разных городах. Благодаря такому соединению пользователь может взаимодействовать с другими рабочими станциями, подключенными к этой локально-вычислительной сети. Существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояния более 12 500 км (космические станции и орбитальные центры), но они всё равно относят к локальным.

Назначением ЛВС является обеспечение совместного и одновременного доступа определенной группы лиц к данным, программам и оборудованию (компьютеры, принтеры, графопостроители, устройства хранения и обработки файлов и баз данных) и передача данных (электронная графика, обработка текстов, электронная почта, доступ к удаленным базам данных, передача цифровой речи).

Например: менеджер принимает заказ и вводит его в компьютер, далее заказ поступает в бухгалтерию и там формируется счет, одновременно может приходить информация в юридическую службу для создания договора.

Характеристики ЛВС:

• Высокоскоростные каналы (1- 400 Мбитс), принадлежащие преимущественно одному пользователю;
• Расстояние между рабочими станциями, подключаемыми к локальной сети, обычно составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч метров;
• Передача данных между станциями пользователей ЭВМ;
• Децентрализация терминального оборудования, в качестве которого используются микропроцессоры, дисплеи, кассовые устройства и т.д.
• Передача данных абонентам, подключенным к сети, по общему кабелю;

Основными функциями ЛВС являются:

• Обеспечение одновременного доступа к оборудованию, программному обеспечению и информации, объединенным в сеть;
• Минимизация риска несанкционированного доступа к информации и сетевым ресурсам;
• Разграничение доступа к информации и сетевым ресурсам;
• Обеспечение быстрого и конфиденциального обмена и одновременной работы с информацией определенному кругу лиц;
• Контроль над информационными потоками, в том числе входящими и исходящими;
• Разграничение контрольных функций и ответственных лиц на каждом узле (за каждый узел отвечает системный администратор, выполняющий обслуживающую и, как правило, контрольные функции);
• Оптимизация расходов на ПО и оборудование за счет их коллективного использования (например один принтер на несколько отделов и др.)

В результате применения ЛВС объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему, которая имеет свои особенные преимущества:

• Возможность удаленного доступа к оборудованию, ПО и информации;
• Оптимизация ресурсов работы процессора;
• Меньшее количество и интенсивность ошибок по сравнению с сетью на базе телефонных каналов;
• Пропускная способность выше, чем у глобальной сети;
• Возможность реконфигурации и развития путем подключения новых терминалов

Область применения локальных сетей очень широка, в настоящее время такие системы есть практически в каждом офисе (например, установлен один принтер на несколько компьютеров, или несколько компьютеров используют одно ПО, допустим 1С:Бухгалтерия и др.). С каждым днем потоки информации становятся больше, используемое программное обеспечение сложней и функциональней, география деятельности организаций расширяется. Применение средств ЛВС становится не просто желательным, а необходимым для успешной деятельности и развития бизнеса, науки, обучения студентов, школьников, подготовки и переподготовки специалистов, выполнения государственных программ и функций и др.

Структура функционирования сети.

Структура локальной сети определяется принципом управления и типом связи, зачастую она основывается на структуре обслуживаемой организации. Применяются виды топологии: шинная, кольцевая, радиальная, древовидная. Наиболее распространены первые два вида, за счет эффективного использования каналов связи, простоты управления, гибких возможностей расширения и изменения.

Топология «шина» — все компьютеры связываются в цепочку, подключением к магистральному кабельному сегменту (стволу), на его концах размещаются «терминаторы», для гашения сигнала, распространяющегося в обе стороны. Компьютеры в сети соединяются коаксиальным кабелем с тройниковым соединителем. Пропускная способность сети — 10 Мбит/с, для современных приложений, активно использующих видео и мультимедийные данные, этого недостаточно.  Преимущество этой топологии заключается в низкой стоимость проводки и унификации подключений.

Шинная топология является пассивной. Сбой одного компьютера не влияет на работоспособность сети. Повреждение магистрального кабеля (шины) ведет к отражению сигнала и вся сеть в целом становится неработоспособной. Выключение и особенно подключение к такой сети требуют разрыва шины, что вызывает нарушение циркулирующего потока информации и зависание системы.

Топология «дерево» — более развитая конфигурация типа «шина». К общей магистральной шине через активные повторители или пассивные размножители присоединяются несколько простых шин.

Топология «звезда» (star) — является наиболее быстродействующей из всех топологий, информация между периферийными рабочими станциями проходит через центральный узел вычислительной сети. Центральный узел управления — файловый сервер может реализовать оптимальный механизм защиты против несанкционированного доступа к информации. Вся вычислительная сеть может управляться из ее центра.

Кабельное соединение довольно простое, так как каждая рабочая станция связана только с центральным узлом. Затраты на прокладку кабелей достаточно высокие, особенно когда центральный узел географически расположен не в центре топологии. При расширении вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельные связи: к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабель из центра сети.

В случае последовательностной конфигурации ЛВС каждое устройство подключения к физической среде передает информацию только одному устройству. При этом снижаются требования к передатчикам и приемникам, поскольку все станции активно участвуют в передаче.

Топология «кольцо» (ring) — компьютеры соединяются сегментами кабеля, имеющего форму кольца, принципиально идентична шинной, за исключением необходимости использования «терминаторов». В случае неисправности одного из сегментов сети вся сеть выходит из строя.

Сигналы передаются только в одном направлении. Каждая станция непосредственно соединена с двумя соседними, но прослушивает передачу любой станции. Кольцо составляют несколько приемопередатчиков и соединяющая их физическая среда. Все станции могут иметь права равного доступа к физической среде. При этом одна из станций может выполнять роль активного монитора, обслуживающего обмен информацией. Прокладка кабелей от одной рабочей станции до другой может быть довольно сложной и дорогостоящей, особенно если географически рабочие станции расположены далеко от кольца (например, в линию).

Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть парализуется. Неисправности в кабельных соединениях локализуются легко. Подключение новой рабочей станции требует выключения сети, так как во время установки кольцо должно быть разомкнуто. Ограничения на протяженность вычислительной сети не существует, так как оно, в конечном счете, определяется исключительно расстоянием между двумя рабочими станциями.

Компьютеры могут соединяться между собой, используя различные среды доступа: медные проводники (витая пара), оптические проводники (оптические кабели) и через радиоканал (беспроводные технологии). Проводные, оптические связи устанавливаются через Ethernet, беспроводные — через Wi-Fi, Bluetooth, GPRS и прочие средства. Чаще всего локальные сети построены на технологиях Ethernet или Wi-Fi. Следует отметить, что ранее использовались протоколы Frame Relay, Token ring, которые на сегодняшний день встречаются всё реже, их можно увидеть лишь в специализированных лабораториях, учебных заведениях и службах.

Компоненты построения простой локальной сети используются:

• Адаптер (network adapter) — устройство, соединяющее компьютер (терминал) с сегментом сети;
• Мост (bridge) — устройство, соединяющее локальные или удаленные сегменты сети;
• Маршрутизатор (router) — устройство для ограничения широковещательного трафика посредством разбиения сети на сегменты, обеспечения защиты информации, управления и организации резервных путей между областями широковещания;
• Коммутатор — устройство узкого назначения, эффективно сегментирует сеть, уменьшает области столкновений и увеличивает пропускную способность каждой оконечной станции.
• Блоки бесперебойного питания – устройства для обеспечения работоспособности системы в случаях отключения основного источника питания.

Монтаж Локально-вычислительной сети (ЛВС)

Выбор вида топологии, среды доступа и состава Локально-вычислительной системы зависит от требований и потребностей Заказчика. Современные технологии позволяют разработать индивидуальный вариант, отвечающий всем требованиям и задачам.

Прокладку кабелей ЛВС, как и других видов кабельных сетей можно осуществлять разными способами. При выборе способа монтажа руководствуются индивидуальными архитектурными и конструктивными особенностями здания, его техническими характеристиками, наличием действующих сетей и иного оборудования, порядком взаимодействия слаботочных систем с другими системами. Принципиально можно выделить два метода  – открытый и скрытый. Для скрытой проводки кабелей ЛВС  используют конструкцию стен, полов, потолков это выглядит более эстетично, трассы защищены от посторонних воздействий, доступ к ним ограничен, прокладка производится сразу в специальные подготовленные места, обеспечиваются лучшие условия для последующего обслуживания. К сожалению возможность выполнить работы скрытым способом бывает редко, чаще приходится проводить работы открытым способом при помощи пластиковых коробов, вертикальных колон и лотков. Не стоит забывать, что есть еще способ прокладки кабелей по воздуху, чаще всего он применяется для коммуникации зданий, когда нет возможности проложить кабель в каналы или если это слишком дорого.

Монтаж ЛВС это сложная и ответственная работа, от качества ее выполнения зависит стабильность и корректность функционирования системы в целом, степень исполнения возложенных на нее задач, скорость передачи и обработки данных, количество ошибок и др. факторы. Относиться к этому нужно очень основательно и серьезно, так как любая сеть это основа (скелет и кровеносная система) целого организма из слаботочных систем, отвечающих за большое количество функций (от электронной почты до безопасности объекта). Каждое последующее вмешательство в работу действующей системы (расширение, ремонт и др.), требует затрат времени и средств, а их количество на прямую зависит от изначально заложенных в систему параметров, качества выполненных работ, квалификации разработчиков и исполнителей. Экономия средств на этапе проектирования и монтажа ЛВС, может обернуться куда большими тратами на стадии эксплуатации и абгрейда

ЛВС (LAN) — в расшифровке «Локальная Вычислительная Сеть» (Local Area Network) обозначает соединение при помощи проводной или беспроводной связи вычислительных устройств с размещением в ограниченном (то есть локальном) территориальном пространстве.

Вот, что входит в состав ЛВС:

• компьютеры,
• серверы,
• кабели соединительные,
• маршрутизаторы,
• модемы,
• коммутаторы,
• дополнительное оборудование (принтеры, системы резервного копирования и так далее),
• программное обеспечение для настройки и сетевые протоколы.

Для чего нужна ЛВС?

Локальная сеть (ЛВС) нужна для совместного использования ресурсов (принтер, файловое хранилище, обмен данными, общий доступ в Интернет и другие). Система масштабируется и настраивается, как для двух-трёх пользователей в домашних условиях, так и для нескольких тысяч рабочих столов в крупных организациях, когда соединение выполняется не только в офисе, но и между несколькими зданиями (например, в научных лабораториях или штаб-квартирах корпораций).

Сеть ЛВС: всё, что нужно знать

Для построения локальной вычислительной сети дома, в офисе или на большом предприятии, потребуются коммутационные устройства с десятком типов назначений от усиления сигнала до обеспечения безопасности данных внутри ЛВС. Системный администратор занимается её обслуживанием, настройкой, поддержанием работоспособности и расширением при необходимости.

1. Данные доступны всем пользователям сети

   Не нужно бегать с флешками от компьютера к компьютеру, загружать данные в файлообменники в Интернете или «перекидывать» документы через «Вайбер» — все данные доступны компьютерам внутри ЛВС.

2. Совместная работа удалённо

   Управление документами и программными средствами возможно с нескольких компьютеров одновременно с высокой степенью безопасности, надёжным соединением и инструментами коммуникации (обмена сообщениями).

3. Периферийное оборудование доступно всем

   С офисным оборудованием проще работать через ЛВС, когда легко распечатать документы в соседнем помещении или получить изображение со сканера в другом здании.

4. Совместный и защищённый доступ в Интернет

   В ограниченной ЛВС больше возможностей защиты пользовательских данных от внешних ИТ-угроз при общем использовании интернет-ресурсов.

5. Удалённое администрирование компьютеров

   Управление программным обеспечением, сервером и рабочими столами на разных операционных системах (Windows, Linux, Mac) возможно из одной точки при отсутствии потребности в физическом вмешательстве в функционирование оборудования.

Для монтажа, подключения и настройки ЛВС привлекаются квалицированные специалисты. Они способны построить современную и даже автоматизированную ЛВС класса «Интернет Вещей», когда множество устройств одной сети от кондиционера до сервера и от смартфона до датчика дыма управляются системно.

Монтажник ЛВС — кто это?

Специалист по прокладке кабелей, установке оборудования и настройки должен учитывать сотни условий, в которые входят порой совершенно неожиданные пункты. Например, для решения проблемы максимальной длины кабеля ЛВС (100 метров) используются усилители сигнала, а для обеспечения высокой надёжности связи учитываются резервные каналы передачи данных и даже вероятность затопления помещения.

• При установке ЛВС монтажник выполняет свод правил:
• Анализирует помещения
• Проектирует финальную систему
• Выбирает оптимальное оборудование
• Прокладывает кабельные телекоммуникации (даже для беспроводной сети)
• Настраивает оборудование
• Запускает сеть и тестирует её

При отсутствии навыков или профессионализма монтажник рискует неправильно спроектировать локальную сеть и создать прецедентны для возникновения ошибок. Например, появляется ошибка «кабель ЛВС отсоединен» — это лишь простейший пример низкой надёжности системы, когда обжимка кабеля или коммутации проложены некачественно. Если в домашних условиях самостоятельный монтаж ещё допустим, то на предприятиях неприятности с оборудованием чреваты значительными убытками.

Организация ЛВС в ZEL-Услуги

Обратитесь в компанию ИТ-аутсорсинга для дальнейшей экспертной поддержки и консультации по этой теме и любым другим техническим вопросам.

Используемые источники:

• https://vashtvmir.ru/montazh-lokalno-vyichislitelnyih-setey-lvs/
• https://www.zeluslugi.ru/info-czentr/it-glossary/term-lan
• https://itssupport.ru/blog/organizacziya-kompyuternoj-seti-infrastrukturyi-dlya-malogo-predpriyatiya.html