Локальная сеть

Компьютерная локальная сеть

Лока́льная вычисли́тельная се́ть (ЛВС) — группа компьютеров и других устройств, которые соединены вместе для обмена информацией и совместного использования ресурсов. Локальная сеть обычно находится в одном здании или на одной территории и управляется одним администратором, используются в различных организациях и учреждениях, таких как предприятия, школы, университеты и государственные органы. Они позволяют сотрудникам обмениваться файлами и документами, совместно использовать принтеры и другое оборудование, а также получать доступ к интернету. Преимущества локальных сетей включают повышение производительности, улучшение коммуникации, снижение затрат на ИТ-услуги и повышение безопасности данных. Однако создание и обслуживание локальной сети требует значительных инвестиций в оборудование и программное обеспечение, а также обучения персонала.

Типы локальных сетей

Существует несколько типов локальных сетей, каждый из которых имеет свои особенности и преимущества. Рассмотрим наиболее распространённые из них.

Одноранговые сети

Одноранговая сеть — тип локальной сети, в которой все компьютеры имеют равный доступ к ресурсам и данным. В такой сети нет централизованного сервера, и каждый компьютер может выступать как в роли клиента, так и в роли сервера. Это означает, что каждый компьютер может хранить файлы и программы, а также предоставлять доступ другим компьютерам в сети к этим файлам и программам. Основными преимуществами такой организации сети является простота установки и настройки, её низкая стоимость и отсутствие необходимости в специализированном оборудовании. К недостаткам можно отнести ограниченную безопасность, сложность, управления доступом к ресурсам, снижение производительности при большом количестве пользователей. Одноранговая сеть может быть использована в небольшой компании или дома для обмена файлами и совместной работы над проектами.

Сети с выделенным сервером

В сетях с выделенным сервером один компьютер выполняет роль сервера, предоставляя ресурсы и данные другим компьютерам (клиентам) в сети. Сервер управляет доступом к общим ресурсам, таким как файлы, принтеры и приложения, обеспечивая централизованное управление и контроль. Преимуществом использования такой организации является повышенная безопасность, улучшенное управление доступом к ресурсам, повышение производительности при большом количестве пользователей. Из недостатков стоит отметить высокая стоимость, необходимость в специализированном оборудовании и программном обеспечении, сложная установка и настройка. Сети с выделенным сервером широко используются в крупных компаниях и организациях для обеспечения централизованного управления ресурсами и данными, а также для обеспечения безопасности и контроля доступа. Они также могут использоваться для предоставления услуг, таких как электронная почта, веб-хостинг и файловые серверы.

Компоненты локальной сети

Локальная сеть (ЛВС) состоит из нескольких ключевых компонентов, которые взаимодействуют друг с другом для обеспечения обмена данными и ресурсами между устройствами. Рассмотрим основные компоненты:

Сетевой адаптер

Сетевой адаптер — это устройство, которое позволяют компьютерам и другим устройствам подключаться к сети. Оно преобразует данные в форму, которая может передаваться по сетевому кабелю, и наоборот. Сетевые адаптеры могут быть внутренними (устанавливаются внутри корпуса компьютера) или внешними (подключаются через USB-порт).

Концентратор

Концентратор (хаб) — это устройство, которое объединяет несколько компьютеров и других устройств в единую сеть. Хабы получают данные от одного устройства и передают их всем остальным устройствам в сети. Концентраторы могут иметь различное количество портов для подключения устройств.

Коммутатор

Коммутатор (свитч) — это более продвинутое устройство, чем концентраторы. Свитчи анализируют данные, полученные от одного устройства, и направляют их только на те устройства, которым эти данные предназначены. Это позволяет повысить производительность сети и снизить нагрузку на неё. Коммутаторы также могут иметь различное количество портов.

Маршрутизатор

Маршрутизатор — это устройство, которое определяет оптимальный путь для передачи данных между различными сетями. Маршрутизаторы могут использоваться для соединения нескольких локальных сетей в одну более крупную сеть или для подключения локальной сети к Интернету. Они также могут выполнять функции безопасности, такие как фильтрация трафика и блокировка несанкционированного доступа.

Модем

Модем — это устройство, которое преобразует цифровой сигнал, используемый компьютерами и другими устройствами, в аналоговый сигнал, который может передаваться по телефонным линиям, и наоборот. Модемы используются для подключения локальных сетей к Интернету через телефонные линии.

Сервер

Сервер — это компьютер, который предоставляет ресурсы и услуги другим компьютерам в сети. Серверы могут хранить файлы и программы, обрабатывать запросы от клиентов, отправлять электронную почту и многое другое. Серверы обычно имеют большую производительность и объём памяти, чем обычные компьютеры.

Топология сети

Топология определяет способ соединения устройств в сети. Существует несколько типов топологии, включая шинную, кольцевую, звездообразную и гибридную. Топология влияет на производительность, надёжность и стоимость сети.

Протоколы и стандарты

Протоколы определяют правила и процедуры передачи данных между устройствами в сети. Стандарты обеспечивают совместимость оборудования и программного обеспечения различных производителей. Примеры протоколов и стандартов включают Ethernet, Wi-Fi, TCP/IP и другие.

Топология

Топология локальной сети определяет способ соединения устройств в сети и влияет на производительность, надёжность и стоимость сети. Рассмотрим основные топологии:

Шина

Шина

Шинная топология. В этой топологии все устройства подключены к одному центральному кабелю, который называется шиной. Данные передаются по шине от одного устройства к другому. Шинная топология проста в установке и использовании, но имеет некоторые недостатки, такие как низкая надёжность (при выходе из строя центрального кабеля вся сеть перестаёт работать) и ограниченная масштабируемость (сложно добавить новые устройства без снижения производительности).

Кольцо

Кольцо

Кольцевая топология. В кольцевой топологии устройства соединены в кольцо, и данные передаются по кольцу от одного устройства к другому. Кольцевая топология обеспечивает более высокую надёжность, чем шинная топология, так как при выходе из строя одного из устройств данные могут быть переданы по другому пути. Однако кольцевая топология также имеет некоторые недостатки, такие как сложность установки и использования, а также ограниченная масштабируемость.

Звезда

Звездообразная топология. В звездообразной топологии каждое устройство подключено к центральному устройству, которое называется концентратором или коммутатором. Звёздообразная топология является наиболее популярной топологией для локальных сетей, так как она обеспечивает высокую надёжность, хорошую масштабируемость и простоту использования. Однако звёздообразная топология может быть дороже, чем другие топологии.

Гибридная

Гибридная топология. Гибридная топология объединяет несколько топологий в одной сети. Это позволяет создать сеть с оптимальными характеристиками для конкретных потребностей. Например, можно объединить шинную и звёздообразную топологию, чтобы создать сеть с высокой производительностью и хорошей масштабируемостью. Гибридные топологии сложны в установке и использовании, но они могут обеспечить наилучшие результаты для сложных сетей.

Протоколы и стандарты

Протоколы — это набор правил и процедур, которые определяют, как устройства в локальной сети обмениваются данными и ресурсами. Стандарты — это набор правил и процедур, которые определяют характеристики и поведение компонентов локальной сети. Они обеспечивают совместимость и эффективную работу устройств в сети, а также позволяют разработчикам создавать продукты, которые могут взаимодействовать друг с другом. Протоколы и стандарты играют ключевую роль в обеспечении совместимости и эффективной работы локальных сетей. Они определяют правила и процедуры, которые устройства используют для обмена данными и ресурсами. Рассмотрим основные протоколы и стандарты подробнее:

Ethernet

Это один из самых популярных протоколов для локальных сетей, который определяет методы передачи данных по кабелям и обеспечивает совместимость между различными устройствами. Ethernet поддерживает различные скорости передачи данных, что позволяет выбирать оптимальный вариант для конкретной сети. Существует несколько стандартов Ethernet, включая 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T и другие. Эти стандарты определяют характеристики кабелей, разъёмов и других компонентов, необходимых для работы сети.

Wi-Fi

Это стандарт беспроводной связи, который позволяет устройствам подключаться к локальной сети без использования кабелей. Wi-Fi обеспечивает гибкость и мобильность, но может иметь некоторые ограничения по скорости и дальности действия. Существует несколько версий стандарта Wi-Fi, включая 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n и 802.11ac. Каждая версия имеет свои особенности и преимущества, такие как более высокая скорость передачи данных или улучшенная стабильность соединения.

TCP/IP

Это набор протоколов, которые используются для передачи данных в Интернете и локальных сетях. TCP/IP включает в себя несколько протоколов, таких как IP (протокол Интернета), TCP (протокол управления передачей) и UDP (протокол пользовательских датаграмм). Эти протоколы обеспечивают надёжную и эффективную передачу данных. Например, TCP используется для обеспечения надёжной доставки данных путём установления соединения между отправителем и получателем, а UDP — для быстрой передачи данных без установления соединения.

DNS (система доменных имён)

Это система, которая переводит доменные имена в IP-адреса. DNS упрощает процесс поиска ресурсов в Интернете и локальных сетях, позволяя пользователям использовать понятные имена вместо числовых адресов. Когда вы вводите доменное имя в браузере, DNS-сервер ищет соответствующий IP-адрес и направляет ваш запрос на нужный сервер.

DHCP (протокол динамической конфигурации хоста)

Это протокол, который автоматически назначает IP-адреса и другие параметры конфигурации устройствам в локальной сети. DHCP упрощает управление IP-адресами и повышает эффективность работы сети. При подключении к сети устройство отправляет запрос DHCP-серверу, который предоставляет ему необходимые параметры конфигурации.

FTP (протокол передачи файлов)

Это протокол, который используется для передачи файлов между компьютерами через Интернет и локальные сети. FTP обеспечивает удобный способ обмена файлами и данными между устройствами. С помощью FTP можно загружать файлы на сервер, скачивать файлы с сервера и передавать файлы между двумя компьютерами.

SSH (безопасная оболочка)

Это протокол, который обеспечивает безопасное удалённое управление компьютерами и передачу данных. SSH защищает соединения от несанкционированного доступа и перехвата данных. С помощью SSH можно удалённо управлять компьютером, выполнять команды, передавать файлы и получать доступ к ресурсам.

SSL/TLS (протоколы безопасности транспортного уровня)

Это протоколы, которые обеспечивают безопасную передачу данных через Интернет и локальные сети. SSL и TLS используются для защиты веб-сайтов, электронной почты и других приложений. Они шифруют данные, передаваемые между клиентом и сервером, и предотвращают перехват и расшифровку данных третьими лицами.

802.11 (стандарты беспроводной связи)

Это серия стандартов, которые определяют методы беспроводной связи для локальных сетей и Интернета. Стандарты 802.11 включают в себя различные версии, такие как 802.11a, 802.11b, 802.11g и 802.11n, которые отличаются скоростью передачи данных и другими характеристиками. Каждая версия стандарта 802.11 имеет свои преимущества и недостатки, поэтому выбор версии зависит от конкретных требований и условий использования.

Применение

Локальные сети (ЛВС) широко используются в различных областях благодаря своей способности обеспечивать обмен данными и ресурсами между устройствами. Они находят применение в самых разных сферах деятельности, от бизнеса до образования и медицины, и играют важную роль в обеспечении коммуникации и совместной работы сотрудников, предоставлении доступа к учебным материалам и ресурсам, обмене медицинской информацией и обеспечении коммуникации между врачами и медперсоналом, проведении стриминговых трансляций и организации виртуальных мероприятий, автоматизации процессов производства и управления, а также электронном документообороте и управлении государственными услугами. ЛВС способствуют повышению эффективности работы, улучшению качества продукции и обслуживания, снижению затрат на административные расходы и повышению прозрачности государственных операций.

Безопасность локальных сетей

Основные угрозы безопасности в локальных сетях включают вирусы, черви, троянские кони, фишинг, атаки типа «человек посередине», а также кражу и несанкционированный доступ к данным. Для защиты от этих угроз используются различные методы и технологии, такие как антивирусное программное обеспечение, брандмауэры, шифрование данных, многофакторная аутентификация и регулярные обновления программного обеспечения. Антивирусное программное обеспечение помогает обнаруживать и удалять вредоносное программное обеспечение с устройств в сети, а брандмауэры контролируют входящий и исходящий трафик, блокируя подозрительную активность. Шифрование данных защищает информацию от перехвата и несанкционированного доступа, а многофакторная аутентификация добавляет дополнительный уровень защиты при входе в систему. Регулярные обновления программного обеспечения помогают устранять уязвимости, которые могут быть использованы злоумышленниками. Кроме того, важно обучать сотрудников основам кибербезопасности, чтобы они могли распознавать фишинговые письма, избегать подозрительных сайтов и не делиться паролями и другой конфиденциальной информацией. Также рекомендуется проводить регулярные аудиты безопасности и тестирование на проникновение, чтобы выявить и устранить слабые места в системе безопасности ЛВС.