Локальная сеть — что это такое и зачем нужно

Что такое локальная сеть

Информационные технологии повлияли на развитие вычислительных и компьютерных сетей. Но не все пользователи разбираются в их устройстве и умеют ими пользоваться. Локальные сети применяются для дома, офисов и торговых центров.

Локальная сеть помогает улучшить жизнь с помощью технологий. Подходит для пользователей в ограниченном пространстве. Это дом, офис, здание, в пределах которого будет функционировать локальная сеть. Не важно, какую сеть выбирает пользователь (LAN — Local Area Network), она соединяет между собой компьютеры и другую технику. Скорость передачи данных до 100 Мбит/с.

Для оптимизации локальных сетей используются линии, состоящие из кабелей (оптоволоконные, медные, витые). Это позволяет не терять скорости передачи. Современные технологии изменили все правила, и теперь одним каналом связи могут пользоваться разные узлы сети. Благодаря принципу работы ЛВС пользователь получает ряд преимуществ:

• скорость передачи данных;
• доступ к единой папке файлов с другого оборудования;
• передача данных без применения внешних накопителей;
• использование дополнительных устройств с разных компьютеров;
• проведение видеоконференций без потери времени;
• безопасность данных и отсутствие накопителей, позволяющих не потерять нужную информацию;
• возможность применения дорогой сетевой среды;
• настройка без привлечения специалиста.

Устройство сети предполагает некоторые ограничения. С каждым новым узлом, добавленным в общую систему, снижается скорость передачи данных. По этой причине не подходит для организаций, в которых используются сразу несколько сотен компьютеров.

Зачем нужна локальная сеть?

LAN может понадобиться для:

• Передачи данных между устройствами без участия внешних накопителей (флешек, дисков и пр.);
• Открытия доступа к интернету для всех участников сети, если он подключен только к одному компьютеру;
• Управления портативными устройствами с разных компов. Например, в пределах офиса с любого железа можно печатать на одном принтере;
• Организации голосовых и видеоконференций;
• Игр по сети.

Домашняя локальная сеть: определение

Итак, домашняя локальная сеть это объединение двух и более компьютеров и/или периферийных и иных компьютерных устройств для выполнения совместных задач. Как правило домашняя локальная сеть имеет связь с глобальной сетью Интернет через LAN сети провайдера (Интернет подключение) .

Пример диаграммы домашней сети

Что такое WANs and MANs

Сети с широким пространством (WAN) и городские сети (MANs) на самом деле очень похожи. Все они несколько пересекаются, и ни имеют четко различия. По сути, это сети, которые соединяют вместе несколько локальных сетей.

Для людей, которые любят различия, MAN – это сеть, состоящая из нескольких локальных сетей, которые соединены вместе через высокоскоростные соединения и все они расположены в одном городе или регионе. WAN также состоит из нескольких локальных сетей, но имеет площадь больше одного города и может быть соединена различными типами технологий, включая интернет.

Для классического примера WAN подумайте о компании, которая имеет филиалы в трёх разных местах по всей стране (или миру). Каждое место имеет свою собственную локальную сеть. Эти LAN соединены вместе как часть той же общей сети. Может быть, они подключены через выделенные, частные соединения, или, может быть, они соединены вместе через интернет.

На самом деле, сам Интернет – это самый большой в мире WAN, соединяющий вместе многие тысячи LAN по всему миру.

Как играть по сети?!

Большинство современных компьютерных игр имеют возможность сетевого геймплея, а некоторые рассчитаны только на сетевое использование. В самом простейшем случае для игры по локальной сети один из участников создаёт сервер, а остальные участники к нему подключаются введя IP-адрес в настройках мультиплеера. Так, например, устроена всем известная игра Counter Strike и Battlefield. В некоторых случаях сервер запускается отдельно от игры (иногда для этого даже выделен отдельный компьютер).

Требования, предъявляемые локальным вычислительным сетям

Как и при работе с любым техническим объектом, для улучшения качества функционирования ЛВС на нее должны накладываться определенные требования. Критерием могут служить следующие показатели, которые тем лучше, чем они выше:

1. Пропускная способность. Определяет то, сколько пользователей могут единовременно выполнять задачи внутри ЛВС. Эквивалентно максимальной скорости передачи данных, для современных сетей удовлетворительное значение порядка 1 Гбит/сек.
2. Отказоустойчивость. Достигается путем тщательной проработки проекта ЛВС еще на начальном этапе. В основном на этот показатель влияет качество монтажа, используемого оборудования, а также расходных материалов. Для файловых хранилищ также важно независимое дублирование информации с условием территориального разнесения.
3. Наличие средств диагностики. Чем больше в узлах ЛВС находится элементов, которые вещают в канал связи информацию о себе, тем легче обнаружить ошибки, возникающие при передаче данных.
4. Возможность расширения и интеграции. Этот фактор включает в себя не только предусмотренное проектом увеличение количество пользователей, но и взаимозаменяемость компонентов ЛВС. Например, если необходимо заменить сервер приложений на более мощный, это не должно повлиять на работу в целом.
5. Совместимость на уровне ОС клиента. Заключается в том, что пользователи с разными ОС должны иметь доступ к общим ресурсам. Например, на уровне Linux при организации файлового хранилища можно использовать службу Samba. При этом для пользователя с ОС Windows эти каталоги будут доступны в привычном виде (папки).

Локальная сеть — понимание частных сетей

Протокол IPv4 позволяет задействовать около четырех миллиардов уникальных адресов в диапазоне от 1.0.0.0 до 255.255.255.255.

Но даже если бы все четыре миллиарда были свободны, это все равно не приблизило бы к покрытию каждого из миллиардов сотовых телефонов, миллиардов портативных и настольных компьютеров и столько же других подключенных к локальной сети приборов бытовой техники и Интернета. Уже существует огромное количество гаджетов, с присвоенными IP. Не говоря уже о множестве других, которые скоро появятся.

Поэтому сетевые инженеры выделили три диапазона адресов IPv4 исключительно для частных сетей. Устройства, использующие любой из этих диапазонов, не будут напрямую видны из Интернета и не получат доступ к Интернет-ресурсам. Вот эти три диапазона:

1 — 10.0.0.0 и 10.255.255.255

2 — 172.16.0.0 и 172.31.255.255

3 — 192.168.0.0 и 192.168.255.255

Помните, что означает буква «T» в NAT? Translation — «преобразование». Предполагается, что маршрутизатор с поддержкой NAT принимает частные IP при запросах трафика между каналами: локальная сеть — Интернет, и преобразует их в собственный общедоступный адрес маршрутизатора. Роутер, в соответствии со своими правилами, направляет эти запросы в требуемые пункты назначения.

Эта простая сетевая переработка позволила сэкономить тысячи и тысячи адресов для взаимодействия с устройствами, такими как сотовые телефоны, которые не были частью частной сети. Все эти ноутбуки, ПК и т. д., работающие во всех домах и офисах, будут удобно (и беспрепятственно) использовать общедоступные IP своих маршрутизаторов.

Задача решена? Не совсем так. Даже при таком эффективном расходовании адресов в сети, их все равно недостаточно для быстрого роста количества общедоступного оборудования, выходящего в Интернет. Чтобы решить эту проблему, инженеры придумали протокол IPv6. Вот как может выглядеть IPv6-адрес:

2002: 0df6: 0001: 004b: 0100: 6c2e: 0370: 7234

Это смотрится страшно, не так ли? И похоже, что это намного большее число, чем в примере с IPv4.

Можно довольно хорошо запомнить некоторые типы IPv4, но попытаться сделать это с IPv6… Это очень сложно, даже с прекрасной памятью.

Во-первых, он шестнадцатеричный — в нем присутствуют числа от 0 до 9 и первые шесть букв латинского алфавита (a-f)! Кроме того, здесь восемь октетов, а не четыре, и адрес 128-битный, а не 32-битный.

Все это означает, что после того, как протокол будет полностью реализован, мы не будем подвергаться риску исчерпания адресов в течение очень и очень долгого времени (то есть навсегда). В результате с точки зрения распределения адресов, больше нет необходимости в частных сетях NAT.

Хотя из соображений безопасности вы все равно захотите дать своим устройствам некоторую защиту, дабы локальная сеть (LAN) была надежной.