Серверы ЛВС; Студопедия

Сети для начинающего IT-специалиста. Обязательная база

Примерно 80% из нас, кто заканчивает университет с какой-либо IT-специальностью, в итоге не становится программистом. Многие устраиваются в техническую поддержку, системными администраторами, мастерами по наладке компьютерных устройств, консультантами-продавцами цифровой техники, менеджерами в it-сферу и так далее.

Эта статья как раз для таких 80%, кто только закончил университет с какой-либо IT-специальностью и уже начал мониторить вакансии, например, на должность системного администратора или его помощника, либо выездного инженера в аутсорсинговую фирму, либо в техническую поддержку 1-й/2-й линии.

А также для самостоятельного изучения или для обучения новых сотрудников.

За время своей трудовой деятельности в сфере IT я столкнулся с такой проблемой, что в университетах не дают самую основную базу касательно сетей. С этим я столкнулся сначала сам, когда, после окончания университета, ходил по собеседованиям в 2016 году и не мог ответить на простые (как мне сейчас кажется) вопросы. Тогда мне конечно показалось, что это я прохалтурил и не доучил в университете. Но как оказалось дело в образовательной программе. Так как сейчас, я также сталкиваюсь с данным пробелом знаний, когда обучаю новых сотрудников.

И что тогда, мне пришлось изучить множество статей в интернете, прежде чем я понял базовые моменты, и что сейчас, задавая молодым специалистам темы для изучения, они с трудом находят и усваивают необходимое. Это происходит по причине того, что в Интернете огромное количество статей и все они разрозненны по темам, либо написаны слишком сложным языком. Плюс большинство информации в начале своих статей содержат в основном просто научные определения, а дальше сразу сложные технологии использования. В итоге получается много того, что для начинающего пока совсем непонятно.

Именно поэтому я решил собрать основные темы в одну статью и объяснить их как можно проще «на пальцах».

Сразу предупреждаю, что никакой углубленной информации в статье не будет, только исключительно самая база и самое основное.

Темы, которые рассмотрены:

1. Глобальные и локальные сети
2. Белые и серые IP-адреса
3. NAT
4. DHCP-сервер и подсети
5. Устройства маршрутизации сети (маршрутизатор, коммутатор, свитч, хаб)
6. Основные команды анализа сети
7. Транспортные протоколы UDP и TCP

Сервер – это аппаратно-программный комплекс в локальной сети, способный регулировать работу всех пользовательских компьютеров.

В основе аппаратной части сервера лежит мощный компьютер с высокой производительностью, многозадачностью и наилучшей оптимизацией для быстрой обработки команд от клиентских ПК. Такой сервер должен быть многоядерным, отказоустойчивым, с горячей заменой своего оборудования (hotswap) т.е. всегда на «ходу». Чего нельзя сказать про клиентские компьютеры, которые чаще нуждаются в ремонте по причине износа запчастей.

Программный комплекс сервера – это установленная операционная система, которая является «прослойкой» общения его аппаратной части с исполняемыми программами.

Какие функции выполняет сервер локальной сети?

Основные функции сервера локальной сети можно классифицировать на:

• — файловый сервер;
• — терминальный сервер;
• — сервер печати;
• — сервер базы данных;
• — веб-сервер;
• — почтовый сервер.

Файловый сервер

Это одна из ключевых ролей каждого сервера. Локальная сеть с файловым сервером обеспечивает пользователям неограниченный доступ к любым хранящимся на центральном компьютере файлам, а также управление директориями. Так, пользователь в локальной сети может обратиться в хранилище сервера за нужными документами, проектами, отчётами, таблицами, а также исходными программами.

На файловом сервере любая плановая работа не обходится без публикации документов, что в свою очередь позволяет сократить время и ускорить выполнение задачи. Тем более что каждый из участников может в любое время просмотреть последние изменения, отследить статус корректировки документа или планового отчёта.

Ключевая особенность сервера заключается в управлении типом доступа к файлам: он может назначить общий доступ к папкам или персональный доступ в свою рабочую директорию для каждого пользователя.

Каждая настройка файлового сервера локальной сети требует контроля и ограничения дискового пространства, т.е. настройку дисковой квоты. Кроме того, существующая система регистрации сообщений в журнале позволяет отследить и проинформировать администратора о превышении пользователем порога дискового пространства на сервере.

Также файловый сервер компьютерной сети позволяет на любом ПК использовать поиск утерянных документов с помощью службы индексирования, которая может оперативно, быстро и безопасно найти нужный пользователю файл.

Терминальный сервер

Это сервер, который предоставляет пользователям сети свои вычислительные ресурсы. На практике использование такого сервера зачастую носит бюджетный характер, поскольку на сервере можно запускать необходимое для работы лицензионное ПО.

Каждй пользователь на своём компьютере использует установленный клиент RDP (RemoteDesktopProtocol) — протокол удалённого рабочего стола.

При корректной установке связи с терминальным сервером пользователь видит содержимое рабочего стола с необходимыми программами и работает удаленно, используя вычислительные ресурсы сервера, т.е. без нагрузки на свой компьютер.

Особенности работы с RDP — клиентом на терминальном сервере:

• — перехват информации клиент-сервер через буфер обмена;
• — возможность использования локальных и сетевых принтеров на удалённом ПК;
• — возможность использования локальных дисков для обмена данными от клиента к серверу;
• — работа с приложениями без нагрузки на пользовательское рабочее место.

Преимущества терминального сервера заключаются в снижении расхода электроэнергии, уменьшении затрат на программное обеспечение и повышении безопасности методом ограниченного рабочего места пользователя.

Сервер печати

Или принт-сервер — необходим для коллективной работы с принтером или факсом. Данный метод подразумевает удалённую печать на устройстве, не подключённом к вашему рабочему месту. Сервер печати может обрабатывать многопотоковые операции, а также обеспечивать печать информации от нескольких компьютеров без «простоя».

Кроме того, расположение всех печатающих устройств в одной комнате значительно упрощает офисную работу. Зная IP-адрес сервера можно выбрать общедоступное устройство печати для локальной сети (или удалённой группы пользователей).

Также управление печатью на сервере позволяет отслеживать обработчик заданий печати, который регистрирует в журнале колличество распечатанной бумаги.

Сервер базы данных

Отвечает за целостность и сохранность sql-данных.
Работа с данными происходит в виде обработки sql-запросов от пользователя непосредственно к базе данных. Такой набор обработки правил работает с таблицами, секциями, отчётами и формулами. Клиент-пользователь, подключаясь к базе данных, использует вычислительную мощность сервера. Примером такого сервера базы данных может служить компьютер с таким распространенным ПО, как: 1С-предприятие, Медучёт БД, Парус-Бухгалтерия, мониторинг сети сmysql и многие другие.

Приведем примеры реализации сервера, использующего систему управления базами данных (СУБД):

— Microsoft SQL Server,

— Postgree SQL и т.д.

Веб-сервер

Это сервер, работа которого зиждется на информационном обмене между пользователями не только в локальной сети, но и в сети Интернет. Сервер хранит все ресурсы веб-сайта, вёрстки страниц, шаблонов-стилей, исполняемых скриптов, html-документов и т.д.

Функции сервера локальной сети заключаются в приеме/отправке http — пакетов с необходимой пользователю информацией.

При этом конкретный поисковый запрос выводится на экран пользователя с помощью веб-браузера – специально программного приложения: mozilla firefox, google chrome, opera,internet explorer и т.д.

Такой сервер для локальной сети может реализовать видеохостинг, трансляцию конференций, мультимедиа, информационный портал, публикации документов. Веб-сервер многогранен. Вы можете задействовать к нему СУБД (mysql-web), мониторинг локальной сети (mrtg, cacti, nagios), прокси-сервер на веб (nginx) и много других полезных в работе программ.

Почтовый сервер для локальной сети

Он предназначен для хранения писем и обмена текстовой информацией между пользователями сети. Также функции сервера электронной почты распространяются на хранение адресов («ящиков») всех пользователей сети, обмена корреспонденцией между ними, отправки отчётов, участия в группах рассылки, а также создание календарных проектов для личных встреч.

Недостатки локальной сети основе сервера:

— вероятность «простоя»локальной сети при аварийной остановке сервера (например, при повреждении сети);

— большие финансовые затраты на лицензионное ПО и дорогое оборудование;

— сложность в настройке и необходимость квалифицированного технического обслуживания.

Составление технических требований

Проектирование локальной вычислительной сети представляет собой достаточно сложный процесс. Начинается он с разработки технического задания, которое следует тщательно продумать, так как недочеты в нем грозят последующими трудностями в построении сети и дополнительными финансовыми затратами. Первичное проектирование можно произвести с помощью специальных конфигураторов, которые позволят подобрать оптимальное сетевое оборудование. Особенно удобны такие программы тем, что можно исправлять различные значения и параметры непосредственно во время работы, а также составлять отчет по окончании процесса. Только после этих действий можно будет приступить к следующему этапу.

Этот этап заключается в сборе данных о предприятии, где планируется монтаж локально вычислительной сети, и анализе полученной информации. Определяется количество:

• Пользователей.
• Рабочих станций.
• Серверных помещений.
• Портов подключения.

Важным моментом является наличие данных о путях прокладки магистралей и планирование определенной топологии. В целом же необходимо придерживаться ряда требований, которые предъявляет стандарт IEEE 802.3. Однако, несмотря на эти правила, иногда может понадобиться произвести расчеты задержек распространения сигнала или же проконсультироваться у производителей сетевого оборудования.

Полезные ссылки:

Адрес колледжа:
Республика Беларусь
223610, Минская обл.
г. Слуцк, ул. Виленская, 45
Телефон/факс
8 (01795) 2 09 33
E-mail:
SGMK@Slutskmedkol.by

5. История появления и развития компьютерных сетей

История появления и развития компьютерных сетей тесно связана с развитием вычислительной техники и коммуникаций. В ней можно выделить несколько этапов.

1950-1960 гг. Компьютеры представляют собой громоздкие устройства, требующие длительного времени для обработки информации. Создаются отдельные терминалы с собственными устройствами ввода-вывода, напрямую работающие с общим компьютером (мэйнфреймом). Терминалы, физически удалённые от мэйнфрейма, — первый прообраз компьютерной сети.

1960-1970 гг. Разрабатываются технические принципы компьютерной сети. В 1969 г. появляется ARPANET — первая глобальная сеть невоенного назначения, объединяющая суперкомпьютеры нескольких научно-исследовательских центров США, использующая для передачи данных телефонные сети.

1970-1980 гг. Появляются большие интегральные схемы, первые мини-компьютеры, первые нестандартные, настраиваемые вручную локальные сети. Появляются первые сетевые стандарты. Начинает функционировать электронная почта.

1980-1990 гг. Создаются персональные компьютеры. Принимается протокол TCP/IP, вводится система доменных имён DNS. Появляется Интернет в виде, близком к современному. Появляются стандартные технологии локальных сетей (Ethernet — 1980 г., Token Ring, FDDI — 1985 г.). Начинается коммерческое использование Интернета.

1990-2000 гг. Появляются первые интернет-сайты. Интернет объединяет локальные сети и становится средством массовой коммуникации. Телетехнологии (телемосты, видеоконференции) встраиваются в глобальную сеть.

2000-2010 гг. Производится массовое подключение отдельных пользователей и локальных сетей к Интернету. Используются беспроводные сети, резко снижается стоимость передачи единицы информации. Доступ к сети Интернет и электронной почте встраивается в мобильные телефоны. Создаются и получают широкое распространение сетевые средства массовой информации, интернет-магазины, цифровые библиотеки, дистанционное образование, социальные сети.

2010-2015 гг. Активно разворачиваются цифровые услуги населению, создаются облачные ресурсы и действующие на их основе мобильные сервисы, разворачивается глобальная сеть онлайн-обучения.

Кратко о компьютерных сетях

Компьютерная (или же вычислительная) сеть позволяет соединить несколько различных устройств в одну систему, внутри которой может происходить обмен данными. Главными элементами таких сетей являются компьютеры, но в них также могут участвовать и принтеры, сетевое оборудование, серверы, хранилища, телевизоры, телефоны и другие устройства. Все эти устройства называются оконечными узлами. Но в сети также присутствуют и промежуточные элементы — это различные маршрутизаторы, роутеры, модемы, точки беспроводного доступа, коммутаторы. Всё это соединяется между собой с помощью так называемой сетевой среды. Сетевая среда — это оптоволоконные кабели, радиоволны Wi-Fi, витые пары, с помощью которых все устройства подключаются к сети и взаимодействуют между собой.

Из этих трёх типов элементов состоит любая компьютерная сеть

Компьютерные сети бывают локальными (LAN) и глобальными (WAN). В чём между ними ключевая разница? Первые располагаются на ограниченной территории (обычно не выходя за пределы одного здания), а вторые могут распространяться на куда большую площадь — расстояние между узлами может составлять сотни и тысячи километров. Нас как пользователей сейчас больше интересуют локальные компьютерные сети — именно их мы разворачиваем дома, ими пользуемся на работе или на учёбе.

Стоит отметить, что различия между локальными и глобальными компьютерными сетями потихоньку стираются. Это связано с улучшением и тех, и других. Возможно, в ближайшем будущем между ними уже не будет значительной разницы.

Дополнительно можно выделить городские компьютерные сети — MAN (Metropolitan Area Network). Они отличаются от WAN, прежде всего, площадью покрытия и занимают, как нетрудно догадаться, один город. MAN предоставляет услуги кабельного телевещания, телефонии, а также является точкой опоры для провайдеров.

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.

Сильные стороны сети

Локальные вычислительные сети (иначе ЛВС), имеющие выделенный сервер, обладают рядом достоинств по сравнению с простыми структурами. Они позволяют:

• прибавить быстроту в процессе обработки запросов, причем как входящих, так и исходящих;
• повысить число данных запросов;
• рационализировать производительность местной сети.

Также выделение сервера предоставляет превосходные возможности по решению уникальных задач, разных для каждого из ПК, что позволяет все функции выполнять с гораздо большей эффективностью и качеством (при сравнении с одноранговой структурой).

Еще одной из сильных сторон сетей с выделенными серверами становится неограниченный доступ клиентов к размещенной внутри сети информации, причем при одновременном обращении тысячи пользователей.

Почтовый сервер

Он необходим для того, чтобы хранить письма, а также обмениваться информацией между всеми пользователями локальной сети. Причем в функции такого сервера входит хранение всех адресов пользователей, которые имеются в сети.

Кроме того, происходит обмен корреспонденцией между всеми участниками, можно отправлять отчеты, участвовать в рассылке, а также создавать календарные проекты для каких-либо встреч и мероприятий. При этом сервер и локальные станции обязательно должны находиться в одной сети.