Как за 5 шагов настроить локальную сеть в Windows

Подключение компьютера к сети

Речь пойдет о том, как выполнить объединение компьютеров в сеть. Способы объединения зависят от того, какая создается сеть – локальная или глобальная.

Подключение компьютера к локальной сетивыполняется при помощи специального устройства – сетевого адаптера (сетевой карты), который приобретается отдельно. Существует большое количество сетевых адаптеров, выбор адаптера зависит от топологии сети. Топология – раздел математики, изучающий свойства геометрических фигур. Для компьютерных сетей – это способ организации физических связей между компьютерами (узлами) сети.Простейшая локальная сеть имеет шинную или звездообразную топологию.

В случае шинной топологии(рис. 1) используется длинный кабель, в разрывы которого подключаются сетевые адаптеры рабочих станций. Это более дешевый способ объединения компьютеров в сеть, но он обладает существенным недостатком – при обрыве кабеля вся сеть выходит из строя.

Рис. 1. Сеть с шинной топологией

Если в шинной топологии компьютер-отправитель и получатель расположены не на одном кабеле, то для их связи используется специальное устройство пересылки сообщений – маршрутизатор.Он копирует посылаемое по одному кабелю сообщение и передает его по другому.

В случае звездообразной топологии(рис. 2) каждый компьютер подключается своим кабелем к другому специальному устройству –концентратору(разветвителю). При обрыве одного из кабелей сеть продолжает функционировать.

Рис. 92. Сеть со звездообразной топологией

Возможны и другие варианты топологии сети (например, кольцевая топология), а также более сложные варианты топологии (например, смешанная топология).

Мы рассмотрим 5 шагов, по построению локальной сети в офисе или дома.

Для построения локальной сети между компьютерами нам необходимо иметь:

1. Коммутатор (switch) или маршрутизатор (router);
2. Кабель витая пара (патч корд);
3. Наличие сетевой платы на каждом компьютере (сейчас каждый компьютер оснащён встроенной сетевой платой);

Коммутатор (switch) D-Link DES-1008A

Вид спереди	Вид сзади

Кабель витая пара

Сетевая плата (справа на рисунке изображена встроенная сетевая плата)

Теперь осталось все компьютеры соединить с коммутатором или маршрутизатором с помощью кабеля витая пара.

Подключаем один конец кабеля (витая пара) в сетевую плату компьютера, а другой в коммутатор (switch) или маршрутизатор (router).

И так со всеми компьютерами, которые будут подключены в локальную сеть.

Схема подключения компьютеров в локальной сети

Основные характеристики

Помимо форм-фактора и интерфейса для подключения, сетевые адаптеры имеют множество других характеристик. Важнейшей из них является скорость приёма/передачи данных, которая в современных моделях достигает 1000 Мбит в секунду.

Среди прочих параметров, наличие или отсутствие которых напрямую отражается на стоимости устройства, можно выделить:

• удалённое пробуждение (Wake-on-LAN) — даёт возможность удалённого включения компьютера;
• опция Jumbo Frame — увеличивает размер пакетов, обрабатываемых системой, снижая нагрузку на процессор;
• величина буферной памяти — чем она больше, тем производительней карта;
• совместимость драйверов — многие сетевые карты работают только с Windows не поддерживаются Linux-системами.

Первый этап — подбор оборудования

Настройка начинается с выбора подходящего сетевого компонента. Вариантов несколько — свитч (switch), роутер (router) или беспроводная точка доступа. Причем они могут комбинироваться, если вы планируете создание не только локальной сети, но и подключение к глобальной. В чем разница между этими устройствами?

1. Простой свитч для домашней сетки обеспечивает исключительно связь между компьютерами с помощью проводного соединения. Никаких других функций он не несет (мы не будем рассматривать особые «умные» устройства, которые используют провайдеры). Компьютеры и мультимедийные устройства подключаются к этому сетевому коммутатору проводами. В магазинах кабели UTP5 с обжатыми концами называются патч-кордами и продаются с разной длиной. Длина каждого патч-корда для домашней локальной сети не имеет значения, поскольку от устройства до устройства сигнал проходит по кабелю без ухудшения до 150 метров.
2. Роутер, или маршрутизатор. Этот сетевой компонент не только связывает между собой точки локальной сети, но и может обеспечивать доступ к сети Интернет. При этом многие современные модели поддерживают как проводную, так и беспроводную связь устройств внутренней системы (через WiFi).
3. Беспроводная точка доступа для домашнего пользования обеспечит связь ваших гаджетов между собой исключительно через WiFi. Учтите, что подключиться к ней могут компьютеры, имеющие беспроводную сетевую карту, ну а современные телефоны и планшеты почти все без исключений имеют доступ к WiFi.

Для самой простой связи домашних компьютеров в одну систему подойдет относительно дешевый свитч. Дороже обойдутся роутеры и беспроводные точки. Выбирайте подходящие компоненты, исходя из своих потребностей и финансовых возможностей. На рынке они представлены в большом количестве.

DisplayPort / Mini DisplayPort

Также известен как: порт двойного назначения.

Описание: DisplayPort сегодня является наиболее передовым стандартом соединения мониторов с компьютером, с возможностью вывода на один монитор изображения с разрешением 4K и 60 Гц, или до трех мониторов в формате Full HD (с помощью концентратора или док-станции). Большинство ноутбуков, которые имеют DisplayPort, используют мини-разъем DisplayPort или DisplayPort Type-C через порт USB.

И всё же большинство мониторов и телевизоров не имеют разъема DisplayPort, но Вы можете выводить изображение на HDMI-совместимый дисплей через адаптер, который стоит менее 10 $. Как HDMI, DisplayPort может выводить звук в том же кабеле, что и видео.

Необходимость адаптера: Если Вы хотите вывести изображение на более чем один монитор из одного мини порта DisplayPort на ноутбуке, значит Вам нужен в многопоточный хаб DisplayPort, который стоит от 70 $ до 100 $ и нуждается в электроэнергии. Один кабель USB (Type-C)-to-DisplayPort или мини-DisplayPort-to-DisplayPort кабель стоят чуть более 10 $.

mini-DisplayPort, DisplayPort

Уровни сетевой модели OSI и уровни TCP/IP

(OSI) Open System Interconnection — многоуровневая модель взаимодействия открытых систем, состоящая из семи уровней. Каждый из семи уровней предназначен для выполнения одного из этапов связи.

Для упрощения структуры большинство сетей организуются в наборы уровней, каждый последующий возводится над предыдущим.

Целью каждого уровня является предоставление неких сервисов для вышестоящих уровней. При этом от них скрываются детали реализации предоставляемого сервиса.

Протокол – формализованное правило, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах.

Протоколы, реализующие модель OSI никогда не применялись на практике, но имена и номера уровней используются по сей день.

1. Физический.
2. Канальный.
3. Сетевой.
4. Транспортный.
5. Сеансовый.
6. Представления.
7. Прикладной.

Для лучшего понимания приведу пример. Вы открываете страницу сайта в интернете. Что происходит?

Браузер (прикладной уровень) формирует запрос по протоколу HTTP (уровень представлений и сеансовый уровень), формируются пакеты, передаваемые на порт 80 (транспортный уровень), на IP адрес сервера (сетевой уровень). Эти пакеты передаются по сетевой карте компьютера в сеть (канальный и физический уровень).

Уровни OSI — краткий обзор

Физический уровень. Если коротко и просто, то на физическом уровне данные передаются в виде сигналов. Если передается число 1, то задача уровня передать число 1, если 0, то передать 0. Простейшее сравнение — связать два пластиковых стаканчика ниткой и говорить в них. Нитка передает вибрацию физически.

Канальный уровень. Канальный уровень это технология каким образом будут связаны узлы (передающий и принимающий), тут вспоминает топологию сетей: кольцо, шина, дерево. Данный уровень определяет порядок взаимодействия между большим количеством узлов.

Сетевой уровень. Объединяет несколько сетей канального уровня в одну сеть. Есть, например, у нас кольцо, дерево и шина, задача сетевого уровня объединить их в одну сеть, а именно — ввести общую адресацию. На этом уровне определяются правила передачи информации:

1. Сетевые протоколы (IPv4 и IPv6).
2. Протоколы маршрутизации и построения маршрутов.

Транспортный уровень обеспечивает надежность при передачи информации. Он контролирует отправку пакетов. Если пакет отправлен, то должно придти (на компьютер который отправлял пакет) уведомление об успешной доставке пакета. Если уведомление об успешной доставке не поступило то нужно отправить пакет еще раз. Например TCP и UDP.

Сеансовый уровень. Отвечает за управление сеансами связи. Производит отслеживание: кто, в какой момент и куда передает информацию. На этом уровне происходит синхронизация передачи данных.

Уровень представления. Уровень обеспечивает «общий язык» между узлами. Благодаря ему если мы передаем файл с расширением .doc, то все узлы понимают что это документ Word, а не музыка. На этом уровне к передаваемым пакетам данных добавляется потоковое шифрование.

Прикладной уровень. Осуществляет взаимодействие приложения (например браузера) с сетью.

Уровни TCP/IP

Набор протоколов TSP/IP основан на собственной модели, которая базируется на модели OSI.

• Прикладной, представления, сеансовый = Прикладной.
• Транспортный = Транспортный.
• Сетевой = Интернет.
• Канальный, физический = Сетевой интерфейс.

Уровень сетевого интерфейса

Уровень сетевого интерфейса (называют уровнем 2 или канальным уровнем) описывает стандартный метод связи между устройствами которые находятся в одном сегменте сети.

Сегмент сети — часть сети состоящая из сетевых интерфейсов, отделенных только кабелями, коммутаторами, концентраторами и беспроводными точками доступа.

Этот уровень предназначен для связи расположенных недалеко сетевых интерфейсов, которые определяются по фиксированным аппаратным адресам (например MAC-адресам).

Уровень сетевого интерфейса так же определяет физические требования для обмена сигналами интерфейсов, кабелей, концентраторов, коммутаторов и точек доступа. Это подмножество называют физическим уровнем (OSI), или уровнем 1.

Например, интерфейсы первого уровня это Ethernet, Token Ring, Point-to-Point Protocol (PPP) и Fiber Distributed Data Interface (FDDI).

Немного о Ethernet на примере кадра web-страницы

Пакеты Ethernet называют кадрами. Первая строка кадра состоит из слова Frame. Эта строка содержит общую информацию о кадре.

Далее в кадре располагается заголовок — Ethernet.

После заголовка кадра идет заголовок протокола IPv4, TCP и HTTP.

В конце идет заголовок HTTP с запросом GET (GET — один из вариантов запроса к веб-серверу).

Таким образом цель кадра — запрос содержимого веб-страницы которая находится на удаленном сервере.

В полном заголовке Ethernet есть такие значения как DestinationAddress и SourceAddress которые содержат MAC-адреса сетевых интерфейсов.

DestinationAddress показывает MAC шлюза в локальной сети, а не веб-сервера, так как протоколы 2-го уровня «не видят» дальше локальной сети.

Поле EthernetType указывает на следующий протокол более высокого уровня в кадре (IPv4).

Коммутаторы считывают адреса устройств локальной сети и ограничивают распространение сетевого трафика только этими адресами. Поэтому коммутаторы работают на уровне 2.

Уровень Интернета

Уровень интернета называют сетевым уровнем или уровнем 3. Он описывает схему адресации которая позволяет взаимодействовать устройствам в разных сетевых сегментах.

На уровне интернета преимущественно работает протокол IP, работающие на уровне 3 устройства — маршрутизаторы. Маршрутизатор читает адрес назначения пакета, а затем перенаправляет сообщение по соответствующему пути в пункт назначения. Подробнее о маршрутизации вы можете почитать в статье маршрутизация в windows.

Если адрес в пакете относится к локальной сети или является широковещательным адресом в локальной сети, то по умолчанию такой пакет просто отбрасывается. Поэтому говорят, что маршрутизаторы блокируют широковещание.

Стек TCP/IP реализован корпорацией Microsoft ну уровне интернета (3). Изначально на этом уровне использовался только один протокол IPv4, позже появился протокол IPv6.

Протокол версии 4 отвечает за адресацию и маршрутизацию пакетов между узлами в десятках сегментах сети. IPv4 использует 32 разрядные адреса. 32 разрядные адреса имеют довольно ограниченное пространство, в связи с этим возникает дефицит адресов.

Протокол версии 6 использует 128 разрядные адреса. Поэтому он может определить намного больше адресов. В интернете не все маршрутизаторы поддерживают IPv6. Для поддержки IPv6 в интернете используются туннельные протоколы.

В Windows по умолчанию включены обе версии протоколов.

Транспортный уровень

Транспортный уровень модели TCP/IP представляет метод отправки и получения данных устройствами. Так же он создает отметку о предназначении данных для определенного приложения. В TCP/IP входят два протокола транспортного уровня:

1. Протокол TCP. Протокол принимает данные у приложения и обрабатывает их как поток байт.Байты группируются, нумеруются и доставляются на сетевой хост. Получатель подтверждает получение этих данных. Если подтверждение не получено, то отправитель отправляет данные заново.
2. Протокол UDP.Этот протокол не предусматривает гарантию и подтверждение доставки данных. Если вам необходимо надежное подключение, то стоит использовать протокол TCP.

Прикладной уровень

Прикладной уровень — это этап связи на котором сетевые сервисы стандартизированы. Многие знают протоколы прикладного уровня: POP3, HTTP, Telnet, FTP и другие. Как правило программы работающие с этими протоколами имеют дружественный, интуитивно-понятный интерфейс.
Изучив этот материал вы изучили основы компьютерных сетей.

Обучаю HTML, CSS, PHP. Создаю и продвигаю сайты, скрипты и программы. Занимаюсь информационной безопасностью. Рассмотрю различные виды сотрудничества.

Сетевые службы и приложения

Предоставление пользователям общий доступ к определенному типу ресурсов, например, к файлам, называют также предоставлением сервиса (в этом случае файлового сервиса). Конечно сетевая операционная система поддерживает несколько видов сетевых сервисов для своих пользователей — файловый сервис, сервис печати, сервис электронной почты, сервис удаленного доступа и т. п. Программы, реализующие сетевые сервисы, относятся к классу распределенных программ.

Однако в сети могут выполняться и распределенные пользовательские приложения. Распределенный приложение также состоит из нескольких частей, каждая из которых выполняет какую-то определенную законченную работу по решению прикладной задачи. Например, одна часть приложения, выполняемый на компьютере пользователя, может поддерживать специализированный графический интерфейс, вторая — работать на мощном выделенном компьютере и заниматься статистической обработкой введенных пользователем данных, третья — заносить полученные результаты в базу данных на компьютере с установленной стандартной СУБД. Распределенные приложения полного мере используют потенциальные возможности распределенной обработки, предоставляемых вычислительной сетью, и поэтому часто называются сетевыми приложениями.

Не всякий приложение, выполняемое в сети, является распределенным. Значительная часть истории локальных сетей связана именно с использованием обычных нераспределенных приложений. Рассмотрим, например, как происходила работа пользователя с известной в свое время СУБД dBase. Файлы базы данных, с которыми работали все пользователи сети, располагались на файловом сервере. Сама же СУБД хранилась на каждом клиентском компьютере в виде единого программного модуля. Программа dBase была рассчитана только на обработку данных, расположенных на том же компьютере, что и сама программа. Пользователь запускал dBase на своем компьютере и программа искала данные на локальном диске, совершенно не принимая во внимание существование сети. Чтобы обрабатывать с помощью dBase данные, расположенные на удаленном компьютере, пользователь обращался к услугам файловой службы, доставляла данные с сервера на клиентский компьютер и создавала для СУБД эффект их локального хранения.

Большинство приложений, используемых в локальных сетях в середине 80-х годов, были обычными нераспределенными приложениями. И это понятно: они были написаны для автономных компьютеров, а потом просто были перенесены в сетевую среду. Создание же распределенных приложений, хотя и сулило много преимуществ (снижение сетевого трафика, специализация компьютеров), оказалось делом совсем не простым. Нужно было решать множество дополнительных проблем: на сколько частей разбить приложение, какие функции возложить на каждую часть, как организовать взаимодействие этих частей, чтобы в случае сбоев и отказов оставшиеся, корректно завершали работу и т. д.

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.

Основные типы кабелей для сетевого соединения компьютеров

Широкое распространение получили следующие виды сетевых кабелей:

• Коаксиальные;
• С витой парой;
• Оптоволоконные.

Коаксиальный сетевой кабель

К наиболее старому по времени выпуска, среди всех видов сетевых кабелей относится коаксиальный кабель. В нынешнее время его довольно редко используют, однако бывают такие ситуации, когда он просто необходим.

Конструктивно такой тип кабеля представляет собой проводник из металла имеющий изоляцию и оплетку, выполненную из меди или алюминия. В качестве соединительных точек сетевого кабеля используют специальные гнёзда типа BNC и BNC-T.

К главному недостатку данного кабеля относится его низкая устойчивость к влиянию электромагнитного поля. Те времена, когда посредством коаксиального кабеля соединяли вычислительные машины между собой, ушли давно в историю.

Однако сейчас такой кабель используют при подключении спутниковых тарелок. Помимо этого, коаксиальный кабель обладает отличными характеристиками скорости, во – время одновременной передачи аналогового и цифрового сигнала. В связи с этим, его часто используют в кабельном телевидении.

Кабель из витой пары

Следующим в эволюции сетевых кабелей для подключения компьютеров стал кабель, состоящий из витой пары. Почему данный вид кабеля стали так называть? Дело в том, что этот кабель состоит из медных проводников с изоляцией, которые переплетены между собой попарно.

Стандартным считается такой кабель, у которого присутствуют четыре пары жил, то есть всего восемь проводов. Тем не менее на рынке можно встретить кабель с двумя витыми парами, в котором присутствует четыре медных проводника.

Цветовая маркировка изоляции производится в соответствии с регламентом. Для защиты витой пары производители могут использовать медную оплетку или алюминиевую фольгу.

В зависимости от используемой защиты, витая пара кабеля может быть следующих типов:

• UTP. Данная маркировка обозначает, что кабель из витой пары не имеет дополнительной защиты. Проводники в этом кабеле обладают обычной пластиковой защитой;
• F/UTP- представляет собой проводник из витой пары и все вместе они оплетены фольгой;
• STP – защитной фольгой оплетена каждая из пар проводников;
• S/FTP- здесь, помимо оплетки из фольги для каждой пары, используется дополнительный медный экран для защиты проводников;
• SF/UTP- каждый из проводников защищен оплеткой из фольги и медным экраном.

Кабель из витой пары, у которого нет защиты по стоимости дешевле, чем защищённые кабели. Применение кабеля с витой парой, обладающего всеми степенями защиты имеет смысл, при качественной передаче данных на большие расстояния.

Кроме вышеперечисленной маркировки, кабели из витой пары маркируются от CAT1 до CAT7. Чем больше числовой показатель этой маркировки, тем предпочтителен выбор кабеля. Для создания компьютерной локальной сети вполне подойдет кабель с маркировкой CAT5. Однако специалисты рекомендуют применять кабель CAT5e, так как по сравнению с CAT5 он имеет лучшую пропускную способность высокочастотных сигналов.

С помощью кабеля из витой пары соединяются компьютеры и другие электронные устройства на расстоянии не более чем 100 метров, от каждого из устройств.

Оптоволоконный сетевой кабель

Кабель из оптоволокна относится к самому современному виду кабеля, с помощью которого строят компьютерные сети. Главными достоинствами этого кабеля, является неограниченная скорость передачи информации и высокая степень защиты от внешних факторов.

С помощью этого кабеля можно построить сеть, которая будет передавать данные на расстояние до 100 км. Цена кабеля из оптоволокна невысокая. Однако используемые для него коннекторы и другое оборудование стоят достаточно дорого. Кроме этого, при работе с таким оборудованием нужно иметь специальные знания и навыки.

Тем людям, которые только начинает изучать теоретическую часть построения компьютерных сетей и применять эти знания на практике нужно обратить внимание, что периферийные устройства подключаются к компьютеру посредством совершенно других кабелей.

USB кабель используют для подключения мобильных телефонов, принтеров, сканеров и других электронных устройств. С помощью такого кабеля можно обеспечить зарядку некоторых моделей мобильных телефонов и цифровых аудио видео плееров, у которых потерялось зарядное устройство.

Кабели типа HDMI/VGA/DVI используют для соединения компьютерной видеокарты с монитором или телевизором.