Локальная сеть — что это такое и зачем нужно?
Доброго времени суток.
В этой статье мы разберем, что такое локальная сеть, зачем она нужна, как организовывается и каких типов бывает. Такая сеть может пригодиться и вам, поэтому не проходите мимо.
Определение
Локальной сетью считается та, что объединяет несколько компьютеров на небольшой территории. Данное понятие в переводе на английский выглядит как Local Area Network, поэтому его часто сокращенно называют LAN.
Сеть может располагаться в пределах одной квартиры, офиса, компьютерного класса, небольшой организации или ее отдела. Этим я хочу сказать, что обычно она не включает в себя много компов и они не находятся на большом удалении друг от друга.
Допустим, вы можете организовать домашнюю сеть, если имеете стационарный компьютер, ноутбук, принтер, пару мобильных гаджетов, умный телевизор и т. п. Такой вариант удобен и, к примеру, для предприятия, где есть 10-20 компьютеров, находящихся на разных этажах. Или к примеру нескольких компов в одной квартире/частном доме.
Зачем нужна локальная сеть?
LAN может понадобиться для:
Типы локальных сетей
Также есть два способа построения сети: при помощи проводов или без них. Рассмотрим каждый отдельно.
Проводное соединение
Используется витая пара либо оптический кабель, который подключаются к сетевым картам на ПК. Такие устройства есть в любом железе, которому не больше 10-15 лет, — они интегрируются в материнскую плату.
Когда совокупность компьютеров большая или необходимо с одного сервера раздавать интернет, могут быть использованы хабы (коммутаторы). Они имеют несколько разъемов для подключения проводов. В их функции входит ретрансляция входящего в один порт сигнала по другим интерфейсам.
Структура сети
Есть несколько топологий подключения компьютеров по проводам:
Беспроводной способ
Имеется в виду объединение по радиоволнам. Самый распространенный сейчас вариант — это Wi-Fi. Однако возможно подключение также через Bluetooth и GPRS. В любом случае скорость будет ниже, чем при соединении по проводам. В среднем, по вай-фаю она составляет 10 Мбит/с и выше.
Для создания сетки без участия проводов нужно, чтобы в компьютерах был специальный модуль. В современных ноутбуках он обычно встроен, а для ПК можно купить внешнее устройство. Также необходим единый сетевой шлюз (роутер), к которому будет подведен проводной интернет. А участники сети будут получать его по радиоволнам.
Как передаются данные?
Чтобы организовать локальную сеть, мало лишь физически соединить машины, нужно еще выполнить настройку. Их работа контролируется программами. Чтобы компы понимали друг друга, используется единый и понятный для них язык — сетевой протокол.
Он бывает разных видов, но наибольшее распространение получили пакетные протоколы. Что это значит? Передаваемые данные разбиваются на блоки, которые помещаются в пакет. Он также содержит сведения о получателе и адресате. Каждый компьютер с определенной периодичностью коннектится к сети и проверяет проходящие пакеты: те, что предназначены для него, забирает.
Как железо понимает, что тот или иной пакет адресован именно ему? Каждая машина имеет IP-адрес, уникальный в рамках одной сети. Он задается в процессе настройки Windows или другой системы, которую вы используете.
Тарифы Владлинк —
подключи комплекс по выгодной цене
С 2002 года мы делаем интернет и телевидение
в Приморском крае более доступными для вас.
Тарифы на интернет и телевидение
Стартовый
Тариф для самых экономных.
Двухдиапазонный WiFi роутер со скидкой 40% продвинутый роутер
Интерактивный
Наш лучший тариф. Рекомендуем.
Современный медиацентр с поддержкой 4k со скидкой 56% современный медиацентр
19 каналов с классикой и новинками мировой киноиндустрии Мировое кино
33 популярных познавательных канала о мире и путешествиях Познавательный
Скоростной
Комплекс по выгодной цене.
Двухдиапазонный WiFi роутер со скидкой 40% продвинутый роутер
Условия акции «Скидка на оборудование»
1. Акция доступна только для новых абонентов, а также для абонентов, у которых по адресу подключения не действовал (в течение менее 14 календарных дней до подачи заявки на подключение) другой активный договор с ООО «ВЛАДЛИНК», ООО «ВЛАДЛИНК ТЕЛЕКОМ» и ООО «ВЛАДИВОСТОКСКАЯ СЕТЬ», при подключении на тарифные планы «Стартовый», «Скоростной» и «Интерактивный».
2. При подключении на тарифные планы «Стартовый» и «Скоростной» абоненту доступен WiFi роутер TP-Link Archer C20 V5 со скидкой 40%, стоимость составит 1 990 рублей, вместо 3 360 рублей.
3. При подключении на тарифный план «Интерактивный» абоненту на выбор доступен WiFi роутер TP-Link Archer C20 V5 со скидкой 40%, стоимость составит 1 990 рублей, вместо 3 360 рублей, либо медиацентр Eltex NV-711 со скидкой 56%, стоимость составит 1 990 рублей, вместо 4 560 рублей.
4. Принять участие в Акции и воспользоваться соответствующими услугами абонент может единожды.
5. Акция «Скидка на оборудование» не пересекается с акцией «Переезд».
Стоимость дополнительно подключаемых услуг
Статический IP-адрес — 3 рубля в сутки.
Динамический IP-адрес — 2 рубля в сутки.
Локальная сеть — 140 рублей в месяц.
Управление эфиром — 70 рублей в месяц.
Мультирум — 60 рублей в месяц.
Внешний вид товара может отличаться от изображений, представленных на сайте.
Что такое локальная сеть (LAN)
П роще говоря, локальная сеть (ЛВС, LAN) представляет собой группу компьютеров и других устройств, которые соединены вместе по сети и находятся в одном месте — обычно в одном здании, таком как офис или дом. Но, давайте рассмотрим подробнее.
Что такое LAN
Таким образом, мы знаем две вещи о локальной сети исходя из названия «Локальная сеть» — устройства в них подключены к сети, и они локальные. И это локальная часть, которая действительно определяет ЛВС и отличает ее от других типов сетей, таких как глобальные сети (WAN) и Metro Area Networks (MAN).
Обычно локальные сети ограничены в небольшой области, обычно в одном здании, но это не является обязательным требованием. Эта область может быть Вашим домом или малым бизнесом, и она может содержать всего несколько устройств. Это также может быть гораздо более обширная область, как и все офисное здание, которое содержит сотни или тысячи устройств.
Но независимо от размера единая определяющая характеристика локальной сети заключается в том, что она соединяет устройства, которые находятся в одной ограниченной области.
Преимущества использования локальной сети — это те же преимущества, что и у любых устройств, объединенных в сеть. Эти устройства могут совместно использовать одно подключение к Интернету, обмениваться файлами друг с другом, печатать на общих принтерах и т. д.
В больших локальных сетях Вы также найдете выделенные серверы, на которых размещаются сервисы, такие как глобальные каталоги пользователей, электронная почта и доступ к другим ресурсам компании.
Какие технологии используются в локальной сети
Типы технологий, используемых в локальной сети, действительно зависят от количества устройств и услуг, предоставляемых в сети. Два основных типа подключения, используемые в современных ЛВС — независимо от размера — это кабели Ethernet и Wi-Fi.
В обычной локальной или небольшой офисной сети Вы можете найти модем, который обеспечивает подключение к Интернету (и базовый брандмауэр против вторжения из Интернета), маршрутизатор, который позволяет другим устройствам обмениваться этим соединением и подключаться друг к другу, и Wi-Fi, что позволяет устройствам беспроводного доступа подключаться к сети. Иногда эти функции объединяются в одно устройство. Например, многие интернет-провайдеры предоставляют комбинированный блок, который служит в качестве модема, маршрутизатора и точки беспроводного доступа. Иногда Вы также можете найти устройства, называемые коммутаторами, которые позволяют разделить одно Ethernet-соединение на несколько точек подключения.
В более крупных локальных сетях Вы, как правило, найдете одни и те же сетевые устройства, только в гораздо большем масштабе — как с точки зрения того, сколько устройств используется, так и насколько они эффективны. Например, профессиональные маршрутизаторы и коммутаторы могут обслуживать гораздо больше одновременных подключений, чем их домашние копии, обеспечивают более надежные параметры безопасности и мониторинга и позволяют создать более качественную настройку. Точки доступа Wi-Fi профессионального уровня часто позволяют управлять многими устройствами с одного интерфейса и обеспечивать лучший контроль доступа.
Что такое WAN и MAN
Широкополосные сети (WAN) и Metropolitan Area Networks (MAN) на самом деле очень похожи. Вы даже увидите, что иногда появляется Campus Area Networks (CANs). Все они несколько накладываются друг на друга, и никто не соглашается на четкое различие. По сути, это сети, которые соединяют вместе несколько локальных сетей.
Для людей, которые делают различие, MAN — это сеть, состоящая из нескольких локальных сетей, которые соединены вместе через высокоскоростные сети и все они содержатся в одном городе или столичном регионе. WAN также состоит из нескольких локальных сетей, но имеет площадь больше одного города и может быть подключена различными типами технологий, включая Интернет. И CAN, конечно же, представляет собой сеть, состоящую из нескольких локальных сетей, которые охватывают студенческий городок.
Для классического примера WAN подумайте о компании, которая имеет филиалы в трех разных местах по всей стране (или в мире). Каждое место имеет свою локальную сеть. Эти локальные сети соединены вместе как часть одной и той же общей сети. Возможно, они подключены через частные подключения или, возможно, они связаны друг с другом через Интернет. Дело в том, что соединение между ЛВС не считается быстрым, надежным или безопасным в качестве соединений между устройствами в одной локальной сети.
Фактически, интернет сам по себе является самой большой WAN, соединяющей многие тысячи локальных сетей по всему миру.
Локальная сеть: основы функционирования компьютерных сетей
Локальная сеть (локальная вычислительная сеть или ЛВС) представляет собой среду взаимодействия нескольких компьютеров между собой. Цель взаимодействия — передача данных. Локальные сети, как правило, покрывают небольшие пространства (дом, офис, предприятие) — чем и оправдывают своё название. ЛВС может иметь как один, так и несколько уровней. Для построения многоуровневой локальной сети применяют специальное сетевое оборудование: маршрутизаторы, коммутаторы. Существует несколько способов объединения компьютеров и сетевого оборудования в единую компьютерную сеть: проводное (витая пара), оптическое (оптоволоконный кабель) и беспроводное (Wi-Fi, Bluetooth) соединения.
Топология локальной сети
Первое к чему нужно приступать при изучении основ функционирования компьютерных сетей, это топология (структура) локальной сети. Существует три основных вида топологии: шина, кольцо и звезда.
Линейная шина
Все компьютеры подключены к единому кабелю с заглушками по краям (терминаторами). Заглушки необходимы для предотвращения отражения сигнала. Принцип работы шины заключается в следующем: один из компьютеров посылает сигнал всем участникам локальной сети, а другие анализируют сигнал и если он предназначен им, то обрабатывают его. При таком взаимодействии, каждый из компьютеров проверяет наличие сигнала в шине перед отправкой данных, что исключает возникновения коллизий. Минус данной топологии — низкая производительность, к тому же, при повреждении шины нарушается нормальное функционирование локальной сети и часть компьютеров не в состоянии обрабатывать либо посылать сигналы.
Кольцо
В данной топологии каждый из компьютеров соединен только с двумя участниками сети. Принцип функционирования такой ЛВС заключается в том, что один из компьютеров принимает информацию от предыдущего и отправляет её следующему выступая в роли повторителя сигнала, либо обрабатывает данные если они предназначались ему. Локальная сеть, построенная по кольцевому принципу более производительна в сравнении с линейной шиной и может объединять до 1000 компьютеров, но, если где-то возникает обрыв сеть полностью перестает функционировать.
Звезда
Топология звезда, является оптимальной структурой для построения ЛВС. Принцип работы такой сети заключается во взаимодействии нескольких компьютеров между собой по средствам центрального коммутирующего устройства (коммутатор или свитч). Топология звезда позволяет создавать высоконагруженные масштабируемые сети, в которых центральное устройство может выступать, как отдельная единица в составе многоуровневой ЛВС. Единственный минус в том, что при выходе из строя центрального коммутирующего устройства рушится вся сеть или её часть. Плюсом является то, что, если один из компьютеров перестаёт функционировать это никак не сказывается на работоспособности всей локальной сети.
Что такое MAC-адрес, IP-адрес и Маска подсети?
Прежде чем познакомиться с основными принципами взаимодействия сетевых устройств, необходимо подробно разобрать, что такое IP-адрес, MAC-адрес и Маска подсети.
MAC-адрес — это уникальный идентификатор сетевого оборудования, который необходим для взаимодействия устройств в локальной сети на физическом уровне. MAC-адрес «вшивается» в сетевую карту заводом изготовителем и не подлежит изменению, хотя при необходимости это можно сделать на программном уровне. Пример записи MAC-адреса: 00:30:48:5a:58:65.
IP-адрес – это уникальный сетевой адрес узла (хоста, компьютера) в локальной сети, к примеру: 192.168.1.16. Первые три группы цифр IP-адреса используется для идентификации сети, а последняя группа для определения «порядкового номера» компьютера в этой сети. Если провести аналогию, то IP-адрес можно сравнить с почтовым адресом, тогда запись будет выглядеть так: регион.город.улица.дом. Изначально, использовались IP-адреса 4-ой версии (IPv4), но когда количество устройств глобальной сети возросло до максимума, то данного диапазона стало не хватать, в следствии чего был разработан протокол TCP/IP 6-ой версии — IPv6. Для локальных сетей достаточно 4-ой версии TCP/IP протокола.
Маска подсети – специальная запись, которая позволяет по IP-адресу вычислять адрес подсети и IP-адрес компьютера в данной сети. Пример записи маски подсети: 255.255.255.0. О том, как происходит вычисление IP-адресов мы рассмотрим чуть позже.
Что такое ARP протокол или как происходит взаимодействие устройств ЛВС?
ARP — это протокол по которому определяется MAC-адрес узла по его IP-адресу. Например, в нашей локальной сети есть несколько компьютеров. Один должен отправить информацию другому, но при этом знает только его IP-адрес, а для взаимодействия на физическом уровне нужен MAC-адрес. Что происходит? Один из компьютеров отправляет широковещательный запрос всем участникам локальной сети. Сам запрос, содержит IP-адрес требуемого компьютера и собственный MAC-адрес. Другой компьютер с данным IP-адресом, понимает, что запрос пришел к нему и в ответ высылает свой MAC-адрес на тот, который пришел в запросе. После чего собственно и инициализируется процесс передачи информационных пакетов.
Сетевой коммутатор и маршрутизатор (роутер)
Для согласования работы сетевых устройств используется специальное сетевое оборудование — коммутаторы и маршрутизаторы. Исходя из рассмотренного выше, важно понять простую истину — коммутаторы работают с MAC-адресами, а маршрутизаторы (или роутеры) с IP-адресами.
Коммутатор содержит таблицу MAC-адресов устройств локальной сети непосредственно подключенных к его портам. Изначально таблица пуста и начинает заполняться при старте работы коммутатора, происходит сопоставление MAC-адресов устройств и портов, к которым они подключены. Это необходимо для того, чтобы коммутатор напрямую пересылал информационные пакеты тем участникам локальной сени, которым они предназначены, а не опрашивал все устройства ЛВС.
Маршрутизатор также имеет таблицу, в которую заносит IP-адреса устройств на основе анализа локальной сети. Роутер может самостоятельно раздавать IP-адреса устройствам ЛВС благодаря протоколу динамического конфигурирования узла сети (DHCP). Таблица маршрутизации позволяет роутеру вычислять наикратчайшие маршруты для отправки информационных пакетов между различными узлами ЛВС. Данные узлы (компьютеры) могут находиться в любом сегменте многоуровневой сети невзирая на архитектуру той или иной подсети. К примеру, маршрутизатор связывает локальную сеть с глобальной (интернет) через сеть провайдера.
Пример маршрутизации
Допустим, в таблице маршрутизации есть такая запись:
| Сеть | Маска | Интерфейс |
| 192.168.1.0 | 255.255.255.0 | 192.168.1.96 |
Роутер получает пакет, предназначенный для хоста с IP-адресом 192.168.1.96, после чего начинает обход таблицы маршрутизации и обнаруживает, что при наложении маски подсети 255.255.255.0 на IP-адрес 192.168.1.96 вычисляется сеть с IP-адресом 192.168.1.0. Пройдя строку до конца роутер находит IP-адрес интерфейса 192.168.1.96, на который и отправляет полученный пакет.
Как происходит вычисление IP-адреса сети и компьютера?
| IP-адрес назначения | 192.168.1.96 | 11000000 10101000 00000001 01100000 |
| Маска подсети | 255.255.255.0 | 11111111 11111111 11111111 00000000 |
| IP-адрес сети | 192.168.1.0 | 11000000 10101000 00000001 00000000 |
Что получается? Какой бы у нас не был IP-адрес назначения (к примеру 192.168.1.96 или 192.168.1.54) при наложении на него маски подсети (255.255.255.0) будет получаться один и тот же результат (192.168.1.0). Происходит это из-за поразрядного (побитного) сравнения записей (1х1 = 1, 1х0 = 0, 0х1 = 0). При этом IP-адрес компьютера берётся из последней группы цифр IP-адреса назначения. Также стоит учитывать, что из общего диапазона адресов, в рамках одной подсети, доступно будет на два адреса меньше, потому что 192.168.1.0 – является IP-адресом самой сети, а 192.168.1.255 – служебным широковещательным адресом для передачи общих пакетов запросов.
Что такое NAT?
В последнем пункте данной статьи, рассмотрим, что такое NAT. Как уже упоминалось ранее, маршрутизатор связывает между собой сети не только на локальном уровне, но и взаимодействует с сетью провайдера с целью получения доступа к сети интернет. Для пересылки пакетов во внешнюю сеть, роутер не может использовать IP-адреса компьютеров из локальной сети, так как данные IP-адреса являются «частными» и предназначены только для организации взаимодействия устройств внутри ЛВС. Маршрутизатор имеет два IP-адреса (внутренний и внешний), один в локальной сети (192.168.1.0), другой (к примеру 95.153.133.97) ему присваивает сеть провайдера при динамическом распределении IP-адресов. Именно второй IP-адрес роутер будет использовать для отправки и получения пакетов по сети интернет. Для реализации такой подмены и был разработан NAT.
NAT (Network Address Translation) — механизм преобразование сетевых адресов, является частью TCP/IP-протокола.
Принцип NAT заключается в следующем: при отправке пакета из ЛВС маршрутизатор подменяет IP-адрес локальной машины на свой собственный, а при получении производит обратную замену и отправляет данные на тот компьютер, которому они и предназначались.
Локальная сеть
Содержание
Построение сети
Существует множество способов классификации сетей. Основным критерием классификации принято считать способ администрирования. То есть в зависимости от того, как организована сеть и как она управляется, её можно отнести к локальной, распределённой, городской или глобальной сети. Управляет сетью или её сегментом сетевой администратор. В случае сложных сетей их права и обязанности строго распределены, ведётся документация и журналирование действий команды администраторов.
Компьютеры могут соединяться между собой, используя различные среды доступа: медные проводники (витая пара), оптические проводники (оптоволоконные кабели) и через радиоканал (беспроводные технологии). Проводные связи устанавливаются через Wi-Fi, GPRS и прочих средств. Отдельная локальная вычислительная сеть может иметь шлюзы с другими локальными сетями, а также быть частью глобальной вычислительной сети (например, Интернет) или иметь подключение к ней.
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. Для построения простой локальной сети используются маршрутизаторы, коммутаторы, точки беспроводного доступа, беспроводные маршрутизаторы, модемы и сетевые адаптеры. Реже используются преобразователи (конвертеры) среды, усилители сигнала (повторители разного рода) и специальные антенны.
Маршрутизация в локальных сетях используется примитивная, если она вообще необходима. Чаще всего это статическая либо динамическая маршрутизация (основанная на протоколе рабочие группы — формальное объединение нескольких компьютеров в группу с единым названием.
Сетевой администратор — человек, ответственный за работу локальной сети или её части. В его обязанности входит обеспечение и контроль физической связи, настройка активного оборудования, настройка общего доступа и предопределённого круга программ, обеспечивающих стабильную работу сети.
Адресация
В локальных сетях основанных на протоколе IANA (стандарты RFC 1918 и RFC 1597):
Такие адреса называют локальными или серыми, эти адреса не маршрутизируются в Интернет. Необходимость использовать такие адреса возникла из-за того, что когда разрабатывался протокол IP не предусматривалось столь широкого его распространение, и постепенно адресов стало не хватать. Как вариант был придуман протокол NAT или шлюзов и файрволов).
Конфликт адресов — это распространённая ситуация в локальной сети, при которой в одной IP подсети оказываются два или более компьютеров с одинаковыми IP адресами. Для предотвращения таких ситуаций, а также для облегчения работы сетевых администраторов применяется протокол
LAN и VPN
Связь с удалённой локальной сетью, подключенной к глобальной сети, из дома/командировки/удалённого офиса часто реализуется через
Особенно популярен следующий способ организации удалённого доступа к локальной сети: