Теоретические аспекты деятельности аоинжавинская птицефабрика

Понятие и классификация ЛВС

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) представляет собой группу компьютеров и связанных с ними устройств, которые разделяют общую коммуникационную линию или беспроводную связь с сервером. Локальная сеть включает в себя компьютеры и периферийные устройства, подсоединенные к серверу в пределах отдельной географической области, такие как офис или торговое предприятие. Компьютеры и другие мобильные устройства используют подключение к локальной сети для совместного использования ресурсов, таких как принтер или сети хранения.

Результатом широкого развития индустрии информационных технологий стало возникновение острой необходимости в интеграции ПО. В ИТ-инфраструктуре компании задачей локальной сети является объединение вычислительных мощностей, информации и обеспечение доступа к внешней сети. Сейчас локальные вычислительные сети — это лучший способ безопасно, быстро и эффективно работать с данными.

Классификацию компьютерных сетей можно провести по межузловому расстоянию, т. е. в зависимости от удаленности узлов: локальная (до 10 км), городская (до 100 км), глобальная (100−1000 км) и Internet (более 1000 км). Таким образом, для соединения близко находящихся компьютеров пользуются ЛВС — локально вычислительной сетью. Такие сети нашли обширное применение на самых различных предприятиях и учебных заведениях.

Локальные сети способны собирать, передавать, обрабатывать данные в пределах отдела, здания, фирмы. Зачастую ЛВС соединяют с другими сетями, вплоть до глобальных. Связывать локальную сеть с Internet может хост-компьютер (сервер-шлюз, прокси-сервер), который имеет специальное ПО для работы в этом пространстве.

Если обратиться к преимуществам таких сетей, то можно выделить разделение ресурсов, что дает возможность пользоваться ими с явной экономией как времени, так и пространства. Как пример, управление периферийными устройствами с любых ПК, соединенных этой сетью. Разделение данных так же является весомым преимуществом, что позволяет иметь единый доступ к базам данных. Стоит отметить и возможность одновременного пользования программными средствами, чему содействует многопользовательский режим[12].

Классификацию локальных вычислительных систем можно провести по ряду признаков: назначение, уровень управления, топология, однородность и равноправность узлов (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 — Классификация ЛВС ЛВС, обслуживающие одну фирму, подразделяются на сети рабочих групп, отделов, кампусов и корпоративные сети. Первые зачастую включают в себя компьютеры, работающие под управлением одной ОС. Сеть, в которой находится до сотни ПК, и где работают сотрудники одного подразделения, называется сетью отделов. Обычно там задействована одна или две ОС. Сеть отделов располагается в пределах одного здания. Когда заходит речь об объединении какого-либо небольшого количества мелких сетей в одну, используют сеть кампусов. И, затрагивая масштаб всей фирмы, выделяют корпоративную сеть. Подобная ЛВС может распространяться на довольно большие территории, так как чаще всего в таком случае пользуются коммуникационными возможностями Internet [25].

Анализ отечественных и зарубежных материалов по разработке локальных компьютерных сетей позволяет сформулировать некоторые типовые этапы выполнения сетевых проектов:

• 1. Анализ целей проектирования сети. На этом этапе формулируются основные деловые цели организации, для которой разрабатывается план сети, например, повышение качества обучения школьников компьютерным технологиям, внедрение обучающих программ по различным дисциплинам, использование в процессе проведения занятий презентаций, видеофильмов для повышения усвояемости учебного материала, то есть те цели организации, которые в настоящий момент, при существующих средствах и технологиях не вполне достигаются.
• 2. Анализ организационно — функциональной и информационной структуры производства. Целью данного этапа является определение потребностей организации в информационном обеспечении и требований к компьютерной сети. На данном этапе описываются деловые процедуры, последовательность и взаимозависимость всех выполняемых в организации. При этом внимание концентрируется не на компьютерной системе, а на информационной структуре, потоков информации циркулирующих в системе.
• 3. Разработка технической модели сети. Техническая модель описывает в достаточно общих терминах, какое компьютерное оборудование нужно использовать, чтобы достичь поставленных целей.
• 4. Разработка физической (топологической) модели компьютерной сети. На этом этапе определяется способы объединения компьютеров локальных сетей.
• 5. Разработка логической структуры сети. При разработке логической структуры определяется функциональная связь между компьютерами, организация управления сетью и пользователями, определяется план распределения прав различным группам пользователей и их доступа к ресурсам сети.
• 6. Развертывание и наладка компьютерной сети. Данный этап подразумевает координирование поставок от субподрядчиков, развертывание (монтаж) сети, управление конфигурированием, инсталляцию и наладку оборудования, обучение персонала.
• 7. Тестирование компьютерной сети. На этом этапе должны проводиться приемочные испытания, оговоренные в контракте с интегратором.
• 8. Сопровождение и эксплуатация компьютерной сети. Этот этап не имеет четко определенных временных границ, а представляет собой непрерывный процесс.

Основное требования для любой локальной вычислительной сети является выполнение сетью её функций, то есть сеть должна обеспечить для любого из пользователей потенциальную возможность доступа к разделяемым ресурсам остальных компьютеров, включенных в состав данной сети. Все остальные требования к локальной вычислительной сети, такие как производительность, надежность, совместимость, управляемость, защищенность, расширяемость и масштабируемость, являются вытекающими из данного требования. При этом, несмотря на то, что все перечисленные требования важны, чаще всего качество работы сети трактуют более узко, включая в него всего две характеристики локальной вычислительной сети — это надежность и производительность локальной вычислительной сети [8].

Потенциально высокий уровень производительности локальной вычислительной сети являются одним из основополагающих свойств распределенных систем, к которым относят и компьютерные сети. Данное свойство выполняется за счет наличия возможности по распараллеливанию работ между несколькими компьютерами в локальной вычислительной сети.

Одной из первоначальных причин реализации локальных вычислительных сетей и реализации на их основе распределенных вычислительных систем является достижение наибольшей надежности, в отличие от отдельных вычислительных машин. Существует несколько различных показателей надежности. Так, для технических устройств называют следующие виды показателей: среднее время наработки на отказ, вероятность отказа и интенсивность отказов. Однако данные показатели можно использовать при оценке надежности простых элементов, которые могут быть в двух состояниях: рабочем и нерабочем. Сложные вычислительные системы, в состав которых входит большое количество элементов и линий связи между ними, могут помимо рабочего и нерабочего состояния иметь и другие, промежуточные состояние, не учитываемые указанными выше характеристиками. В связи с данным аспектом для оценки уровня надежности сложных вычислительных систем используются несколько иные характеристики.

Одним из важных показателей для локальных вычислительных сетей является уровень безопасности, то есть возможность сети защитить передаваемые данные от несанкционированного доступа. При использовании распределенной вычислительной системы реализовать данный показатель высокого уровня более сложно, в сравнении с централизованными вычислительными системами. При передаче сообщений в локальных вычислительных сетях используются линии связи, размещение которых зачастую довольно отличается и не соответствует всем требованиям информационной безопасности. Например, часто линии связи могут проходить через общедоступные помещения. Также еще одним из уязвимых мест являются оставленные без присмотра рабочие станции пользователей. Помимо этого при наличии подключения локальной сети к какой-либо из глобальных сетей имеет место вероятность взлома сети с целью подключения к ней неавторизованных пользователей и получения несанкционированного доступа к обрабатываемым в сети данным [12].

Одной из второстепенных, но не менее важных характеристик надежности локальной вычислительной сети называют показатель отказоустойчивости. В локальных вычислительных сетях под отказоустойчивостью понимают способность системы скрыть от пользователей отказ отдельного структурного элемента или сегмента сети. В качестве примера можно назвать выход из строя одного из файловых серверов, когда пользователи могут получить доступ к другим, оставшимся в работе. В отказоустойчивых системах выход из строя одного из её элементов вызывает повышение нагрузки на оставшиеся, что приводит к снижению качества работы системы, но ни в коем случае не к полному её останову.

Характеристика расширяемости локальной вычислительной сети подразумевает возможность реализовать быстрое и легкое подключение элементов сети, целых сегментов или замена аппаратуры с целью модернизации локальной вычислительной сети. При этом данный показатель принципиально должен учитывать пределы возможности расширения вычислительной системы.

Показатель масштабируемости локальной вычислительной сети подразумевает наличие возможности наращивания количества узлов и протяженности линий связи в составе локальной вычислительной сети без ухудшения общей производительности локальной вычислительной сети. Данный показатель обеспечивается за счет применения дополнительного коммутационного оборудования и использования механизмов структурирования сети. Так, высокий уровень масштабирования будет у многосегментной сети, обладающая иерархической структурой с использованием коммутаторов и маршрутизаторов.

Прозрачность сети подразумевает, что вычислительная сеть должна скрыть от пользователя особенности работы различных операционных систем, то есть пользователи одной операционной системы, работающие в составе локальной вычислительной сети, должны иметь возможность беспрепятственно подключиться к ресурсам пользователей с другой операционной системой.

Показатель управляемости сети подразумевает возможность централизованного контроля за состоянием рабочих элементов в составе локальной вычислительной сети, выполнением анализа производительности и возможного развития и масштабирования сети, выявления и устранения неполадок в работе сети. Идеальным случаем считается реализация средств централизованного управления в виде единой системы, которая реализует механизмы наблюдения, контроля и управления каждым элементом в составе локальной вычислительной сети.

Показатель совместимости подразумевает использование в локальной вычислительной сети самого различного программного и аппаратного обеспечения. Сеть, в которой используются различные элементы, называют гетерогенной (неоднородной), а работа подобной сети без каких-либо проблем приводит к тому, что данная сеть называется интегрированной. Для реализации подобной сети важно использование программного и аппаратного обеспечения, выполненного в соответствии с открытыми стандартами и спецификациями [7].