Как составить схему лвс

Современные компьютерные технологии невозможно представить себе без объединения всевозможных устройств в виде стационарных терминалов, ноутбуков или даже мобильных девайсов в единую сеть. Такая организация позволяет не только быстро обмениваться данными между разными устройствами, но и использовать вычислительные возможности всех единиц техники, подключенной к одной сети, не говоря уже о возможности доступа к периферийным составляющим вроде принтеров, сканеров и т. д. Но по каким принципам производится такое объединение? Для их понимания необходимо рассмотреть структурную схему локальной сети, часто называемую топологией, о чем дальше и пойдет речь. На сегодняшний день существует несколько основных классификаций и типов объединения любых устройств, поддерживающих сетевые технологии, в одну сеть. Конечно же, речь идет о тех девайсах, на которых установлены специальные проводные или беспроводные сетевые адаптеры и модули.

Схемы локальных компьютерных сетей: основная классификация

Прежде всего в рассмотрении любого типа организации компьютерных сетей необходимо отталкиваться исключительно от способа объединения компьютеров в единое целое. Тут можно выделить два основных направления, используемых при создании схемы локальной сети. Подключение по сети может быть либо проводным, либо беспроводным.

В первом случае используются специальные коаксиальные кабели или витые пары. Такая технология получила название Ethernet-соединения. Однако в случае использования в схеме локальной вычислительной сети коаксиальных кабелей их максимальная длина составляет порядка 185-500 м при скорости передачи данных не более 10 Мбит/с. Если применяются витые пары классов 7, 6 и 5е, их протяженность может составлять 30-100 м, а пропускная способность колеблется в пределах 10-1024 Мбит/с.

Беспроводная схема соединения компьютеров в локальной сети основана на передачи информации посредством радиосигнала, который распределяется между всеми подключаемыми устройствами, раздающими девайсами, в качестве которых могут выступать маршрутизаторы (роутеры и модемы), точки доступа (обычные компьютеры, ноутбуки, смартфоны, планшеты), коммутационные устройства (свитчи, хабы), повторители сигнала (репитеры) и т. д. При такой организации применяются оптоволоконные кабели, которые подключаются непосредственно к основному раздающему сигнал оборудованию. В свою очередь, расстояние, на которое можно передавать информацию, возрастает примерно до 2 км, а в радиочастотном диапазоне в основном применяются частоты 2,4 и 5,1 МГц (технология IEEE 802.11, больше известная как Wi-Fi).

Проводные сети принято считать более защищенными от внешнего воздействия, поскольку напрямую получить доступ ко всем терминалам получается не всегда. Беспроводные структуры в этом отношении проигрывают достаточно сильно, ведь при желании грамотный злоумышленник может запросто вычислить сетевой пароль, получить доступ к тому же маршрутизатору, а уже через него добраться до любого устройства, в данный момент использующего сигнал Wi-Fi. И очень часто в тех же государственных структурах или в оборонных предприятиях многих стран использовать беспроводное оборудование категорически запрещается.

Классификация сетей по типу соединения устройств между собой

Отдельно можно выделить полносвязную топологию схем соединения компьютеров в локальной сети. Такая организация подключения подразумевает только то, что абсолютно все терминалы, входящие в сеть, имеют связь друг с другом. И как уже понятно, такая структура является практически не защищенной в плане внешнего вторжения или при проникновении злоумышленников в сеть посредством специальных вирусных программ-червей или шпионских апплетов, которые изначально могли бы быть записаны на съемных носителях, которые те же неопытные сотрудники предприятий по незнанию могли подключить к своим компьютерам.

Именно поэтому чаще всего используются другие схемы соединения в локальной сети. Одной из таких можно назвать ячеистую структуру, из которой определенные начальные связи были удалены.

Общая схема соединения компьютеров в локальной сети: понятие основных типов топологии

Теперь кратко остановимся на проводных сетях. В них можно применять несколько наиболее распространенных типов построения схем локальных сетей. Самыми основными видами являются структуры типа «звезда», «шина» и «кольцо». Правда, наибольшее применение получил именно первый тип и его производные, но нередко можно встретить и смешанные типы сетей, где используются комбинации всех трех главных структур.

Топология «звезда»: плюсы и минусы

Схема локальной сети «звезда» считается наиболее распространенной и широко применяемой на практике, если речь идет об использовании основных типов подключения, так сказать, в чистом виде.

Суть такого объединения компьютеров в единое целое состоит в том, что все они подключаются непосредственно к центральному терминалу (серверу) и между собой не имеют никаких связей. Абсолютно вся передаваемая и принимаемая информация проходит непосредственно через центральный узел. И именно эта конфигурация считается наиболее безопасной. Почему? Да только потому, что внедрение тех же вирусов в сетевое окружение можно произвести либо с центрального терминала, либо добраться через него с другого компьютерного устройства. Однако весьма сомнительным выглядит тот момент, что в такой схеме локальной сети предприятия или государственного учреждения не будет обеспечен высокий уровень защиты центрального сервера. А внедрить шпионское ПО с отдельного терминала получится только при наличии физического доступа к нему. К тому же и со стороны центрального узла на каждый сетевой компьютер могут быть наложены достаточно серьезные ограничения, что особенно часто можно наблюдать при использовании сетевых операционных систем, когда на компьютерах отсутствуют даже жесткие диски, а все основные компоненты применяемой ОС загружаются непосредственно с главного терминала.

Но и тут есть свои недостатки. Прежде всего связано это с повышенными финансовыми затратами на прокладку кабелей, если основной сервер находится не в центре топологической структуры. Кроме того, скорость обработки информации напрямую зависит от вычислительных возможностей центрального узла, и если он выходит из строя, соответственно, на всех компьютерах, входящих в сетевую структуру, связи нарушаются.

Схема «шина»

Схема соединения в локальной сети по типу «шины» тоже является одной из распространенных, а ее организация основана на применении единого кабеля, через ответвления которого к сети подключаются все терминалы, в том числе и центральный сервер.

Главным недостатком такой структуры можно назвать высокую стоимость прокладки кабелей, особенно для тех случаев, когда терминалы находятся на достаточно большом удалении друг от друга. Зато при выходе из строя одного или нескольких компьютеров связи между всеми остальными компонентами в сетевом окружении не нарушаются. Кроме того, при использовании такой схемы локальной сети проходящая через основной канал очень часто дублируется на разных участках, что позволяет избежать ее повреждения или невозможности ее доставки в пункт назначения. А вот безопасность в такой структуре, увы, страдает довольно сильно, поскольку через центральный кабель вредоносные вирусные коды могут проникнуть на все остальные машины.

Структура «кольцо»

Кольцевую схему (топологию) локальной сети в некотором смысле можно назвать морально устаревшей. На сегодняшний день она не используется практически ни в одной сетевой структуре (разве что только в смешанных типах). Связано это как раз с самими принципами объединения отдельных терминалов в одну организационную структуру.

Компьютеры друг с другом соединяются последовательно и только одним кабелем (грубо говоря, на входе и на выходе). Конечно, такая методика снижает материальные затраты, однако в случае выхода из строя хотя бы одной сетевой единицы нарушается целостность всей структуры. Если можно так сказать, на определенном участке, где присутствует поврежденный терминал, передача (прохождение) данных попросту стопорится. Соответственно, и при проникновении в сеть опасных компьютерных угроз они точно так же последовательно проходят от одного терминала к другому. Зато в случае присутствия на одном из участков надежной защиты вирус будет ликвидирован и дальше не пройдет.

Смешанные типы сетей

Как уже было сказано выше, основные типы схем локальных сетей в чистом виде практически не встречаются. Гораздо более надежными и в плане безопасности, и по затратам, и по удобству доступа выглядят смешанные типы, в которых могут присутствовать элементы основных видов сетевых схем.

Так, очень часто можно встретить сети с древовидной структурой, которую изначально можно назвать неким подобием «звезды», поскольку все ответвления идут из одной точки, называемой корнем. А вот организация ветвей в такой схеме подключения по локальной сети может содержать в себе и кольцевые, и шинные структуры, делясь на дополнительные ответвления, часто определяемые как подсети. Понятно, что такая организация является достаточно сложной, и при ее создании необходимо использовать дополнительные технические приспособления вроде сетевых коммутаторов или разветвителей. Но, как говорится, цель оправдывает средства, ведь благодаря такой сложной структуре важную и конфиденциальную информацию можно защитить очень надежно, изолировав ее в ветках подсетей и практически ограничив к ней доступ. То же самое касается и вывода из строя составляющих. При таком построении схем локальных сетей совершенно необязательно использовать только один центральный узел. Их может быть несколько, причем с совершенно разными уровнями защиты и доступа, что еще больше повышает степень общей безопасности.

Логистическая топология

Особо важно при организации сетевых структур обратить внимание на применяемые способы передачи данных. В компьютерной терминологии такие процессы принято называть логистической или логической топологией. При этом физические методы передачи информации в различных структурах могут весьма существенно отличаться от логических. Именно логистика, по сути своей, определяет маршруты приема/передачи. Очень часто можно наблюдать, что при построении сети в виде «звезды» обмен информацией осуществляется с использованием шинной топологии, когда сигнал может приниматься одновременно всеми устройствами. В кольцевых логических структурах можно встретить ситуации, когда сигналы или данные принимаются только теми терминалами, для которых они предназначены, несмотря даже на последовательное прохождение через все сопутствующие звенья.

Наиболее известные сети

Выше пока что рассматривалось исключительно построение схем локальных сетей на основе технологии Ethernet, которая в самом простом выражении использует адреса, протоколы и стеки TCP/IP. Но ведь в мире можно найти огромное количество сетевых структур, которые имеют отличные от приведенных принципы сетевой организации. Наиболее известными из всех (кроме Ethernet с использованием логической шинной топологии) являются Token Ring и Arcnet.

Сетевая структура Token Ring в свое время был разработана небезызвестной компанией IBM и базируется на логической схеме локальной сети «маркерное кольцо», что определяет доступ каждого терминала к передаваемой информации. В физическом отношении также применяется кольцевая структура, однако она имеет свои особенности. Для объединения компьютеров в единое целое имеется возможность использования либо витой пары, либо оптоволоконного кабеля, но скорость передачи данных составляет всего лишь 4-16 Мбит/с. Зато маркерная система по типу «звезды» позволяет передавать и получать данные только тем терминалам, которые имеют на это право (помечены маркером). Но основным недостатком такой организации является то, что в определенный момент такими правами может обладать только одна станция.

Не менее интересной выглядит и схема локальной сети Arcnet, созданная в 1977 году компанией Datapoint, которую многие специалисты называют самой недорогой, простой и очень гибкой структурой.

Для передачи информации и подключения компьютеров могут применяться коаксиальные или оптоволоконные кабели, но также не исключается возможность использования витой пары. Правда, в плане скорости приема/передачи эту структуру особо производительной назвать нельзя, поскольку в максимуме обмен пакетами может производиться на скорости подключения не более 2,5 Мбит/с. В качестве физического подключения используется схема «звезда», а в логическом – «маркерная шина». С правами на прием/передачу дело обстоит точно так же, как и в случае с Token Ring, за исключением того, что передаваемая от одной машины информация доступна абсолютно всем терминалам, входящим в сетевое окружение, а не какой-то одной машине.

Краткие сведения по настройке проводного и беспроводного подключения

Теперь кратко остановимся на некоторых важных моментах создания и применения любой из описанных схем локальной сети. Программы сторонних разработчиков при использовании любой из известных операционных систем для выполнения таких действий не нужны, поскольку основные инструменты предусмотрены в их стандартных наборах изначально. Однако в любом случае необходимо учитывать некоторые важные нюансы, касающиеся настройки IP-адресов, которые применяются для идентификации компьютеров в сетевых структурах. Разновидностей всего две – статические и динамические адреса. Первые, как уже понятно из названия, являются постоянными, а вторые могут изменяться при каждом новом соединении, но их значения находятся исключительно в одном диапазоне, устанавливаемом поставщиком услуг связи (провайдером).

В проводных корпоративных сетях для обеспечения высокой скорости обмена данными между сетевыми терминалами чаще всего используются статические адреса, назначаемые каждой машине, находящейся в сети, а при организации сети с беспроводным подключением обычно задействуются динамические адреса.

Для установки заданных параметров статического адреса в Windows-системах используются параметры протокола IPv4 (на постсоветском пространстве шестая версия еще особо широкого распространения не получила).

В свойствах протокола достаточно прописать IP-адрес для каждой машины, а параметры маски подсети и основного шлюза являются общими (если только не используется древовидная структура с множеством подсетей), что выглядит очень удобным с точки зрения быстрой настройки подключения. Несмотря на это, динамические адреса использовать тоже можно.

Они назначаются автоматически, для чего в настройках протокола TCP/IP имеется специальный пункт, в каждый определенный момент времени присваиваются сетевым машинам прямо с центрального сервера. Диапазон выделяемых адресов предоставляется провайдером. Но это абсолютно не значит, что адреса повторяются. Как известно, в мире не может быть двух одинаковых внешних IP, и данном случае речь идет либо о том, что они изменяются только внутри сети либо перебрасываются с одной машины на другую, когда какой-то внешний адрес оказывается свободным.

В случае с беспроводными сетями, когда для первичного подключения используются маршрутизаторы или точки доступа, раздающие (транслирующие или усиливающие) сигнал, настройка выглядит еще проще. Главное условие для такого типа подключения – установка автоматического получения внутреннего IP-адреса. Без этого соединение работать не будет. Единственный изменяемый параметр – адреса серверов DNS. Несмотря на начальную установку их автоматического получения, зачастую (особенно при снижении скорости подключения) рекомендуется выставлять такие параметры вручную, используя для этого, например, бесплатные комбинации, распространяемые компаниями Google, Yandex и т. д.

Наконец, даже при наличии только какого-то определенного набора внешних адресов, по которым в интернете идентифицируется любое компьютерное или мобильное устройство, изменять их тоже можно. Для этого предусмотрено множество специальных программ. Схема локальной сети может иметь любую из выше перечисленных вариаций. А суть применения таких инструментов, которые чаще всего представляют собой либо VPN-клиенты, либо удаленные прокси-серверы, состоит в том, чтобы изменить внешний IP, который, если кто не знает, имеет четкую географическую привязку, на незанятый адрес, по расположению находящийся в совершенно в другой локации (хоть на краю света). Применять такие утилиты можно непосредственно в браузерах (VPN-клиенты и расширения) либо производить изменение на уровне всей операционной системы (например, при помощи приложения SafeIP), когда некоторым приложениям, работающим в фоновом режиме, требуется получить доступ к заблокированным или недоступным для определенного региона интернет-ресурсам.

Эпилог

Если подводить итоги всему вышесказанному, можно сделать несколько основных выводов. Первое и самое главное касается того, что основные схемы подключения постоянно видоизменяются, и их в начальном варианте практически никогда не используют. Наиболее продвинутыми и самыми защищенными являются сложные древовидные структуры, в которых дополнительно может использоваться несколько подчиненных (зависимых) или независимых подсетей. Наконец, кто бы что ни говорил, на современном этапе развития компьютерных технологий проводные сети, даже несмотря на высокие финансовые затраты на их создание, все равно по уровню безопасности на голову выше, чем простейшие беспроводные. Но беспроводные сети имеют одно неоспоримое преимущество – позволяют объединять компьютеры и мобильные устройства, которые географически могут быть удалены друг от друга на очень большие расстояния.

Пример построения производственной ЛВС для очень простого объекта

В качестве примера рассматриваем небольшое производство (металлообработка, столярный цех), состоящее из нескольких обрабатывающих центров (станки с ЧПУ, возможно Windows-станция в качестве управляющего контроллера). На производстве 3-5 операторов, 2-3 конструктора, бухгалтер, менеджер, руководитель. Компания не может содержать на постоянной основе сетевого администратора или специалиста по ИБ. На производстве вообще нет специалистов с необходимыми компетенциями по организации компьютерных сетей, администрированию WINDOWS или Linux. Знания персонала ограничены прикладными программами на уровне пользователя, знание операционных систем и сетей на «бытовом уровне». Основная задача – обеспечить устойчивую работу оборудования в производственном сегменте, обеспечить безопасное хранение данных, защитить критичные данные от вируса-шифровальщика или уничтожения.

Для построения ЛВС предприятия выделяем два сегмента сети: административный и производственный. Для организации каждого сегмента используется отдельный коммутатор (понятно, самый простой, неуправляемый). Сегменты соединяются через шлюз (специальный ПК с двумя сетевыми интерфейсами и Linux в качестве операционной системы). Шлюз одновременно является файл-сервером. Максимально простой и бюджетный вариант организации сети, не требующий постоянного внимания сетевого администратора. Выход в интернет имеет только административный сегмент сети через простой маршрутизатор с NAT.

Производственный сетевой сегмент – предполагается, что в сегменте расположены обрабатывающие центры и другое производственное оборудование (под управлением специализированного ПО). При наличии сетевых интерфейсов оборудование подключается к коммутатору производственного сегмента и может обмениваться файлами с Linux-шлюзом (FTP, Samba сервер). При отсутствии сетевых интерфейсов, файлы с Linux-шлюза на оборудование переносятся USB-накопителем, который используется только в производственном сегменте (подключение этого накопителя к компьютерам за производственным сегментом не допускается). Из производственного сегмента ЛВС нет выхода в административный сегмент сети или внешнюю сеть (интернет), сквозная пересылка пакетов через шлюз из производственного сегмента в административный запрещена.

В административном сегменте расположены все офисные компьютеры и рабочие места конструкторов. Все компьютеры работают под управлением Windows. Домена или какого-либо ограничения прав пользователей нет, любой пользователь может получить полные права на своем компьютере, может устанавливать произвольное ПО, свободно «бродить» по внешней сети. Каждый пользователь имеет локальную папку с критической для производства информацией, необходимо обеспечить копирование этой информации и надежное хранение. Административный сегмент подключен через маршрутизатор с NAT к внешней сети (интернет). Доступ к компьютерам в административной сети из внешней сети не предполагается. Минимальные требования по защите административного сегмента: применение антивирусной защиты на рабочих местах, ограничение использования переносных накопителей, периодическое резервное копирование важной информации, настройка фильтрации пакетов и NAT на маршрутизаторе во внешнюю сеть. Также для обеспечения информационной безопасности необходимо отключить на маршрутизаторе и коммутаторах учетные записи «по умолчанию», отключить протокол telnet, запретить протокол SSH на WAN интерфейсе маршрутизатора.

Основной элемент для разделения производственной и административной сетей — шлюз на базе Linux-desktop. Работа на Linux-desktop практически не отличается от работы в Windows, сложности для «простого» пользователя могут возникнуть только на этапе установки и настройки. На практике все достаточно просто, существуют подробные примеры и пошаговое описание, человеку с минимальными познаниями и техническим мышлением Linux вполне по силам. Главное не пугаться незнакомых слов и не читать форумы недоспециалистов, сыплющих бесконечными аббревиатурами и непонятным сленгом.

Шлюз на базе Linux-сервера несколько сложнее, не имеет графического интерфейса и требует работы в терминале. У простого пользователя Linux без графического интерфейса вызывает панику, поэтому вариант с Linux-сервером рассматривать не будем.

Использовать Linux на шлюзе более целесообразно, так как Linux не подвержен всем вирусам, активным в Windows, соответственно обеспечивает более надежное разделение сетей и хранение данных. Все рассуждения о наличии вирусов для Linux сводятся либо к давно исчезнувшим версиям как вирусов, так и самого Linux, либо к уязвимостям в специализированных приложениях (типа интернет магазин или некоторые версии WEB-сервера) и рассуждению о том, что в будущем вирусы для этой операционной системы могут появиться. Реально, для той конфигурации и под те задачи, для которых мы в данном примере используем Linux, на сегодня вирусов нет и вряд ли они появятся. Если в компании совсем нет человека, способного осилить минимальную настройку Linux, целесообразно пригласить специалиста. Установка и настройка Linux требуется один раз, и далее система работает много лет, весь срок службы аппаратного обеспечения. Периодическое обновление системы можно выполнять один-два раза в год, а в данном применении можно вообще не выполнять, система все равно будет устойчиво работать.

Примеры конфигурации Linux-шлюза с пошаговыми инструкциями и конфигурационными файлами будут приведены в следующей части.

Применение протокола FTP со стороны административного сегмента сети, при правильном использовании, позволяет защитить файлы на сервере от вирусов-шифровальщиков. Со стороны производственной сети можно использовать как FTP, так и SMB протокол. Критика по поводу использования FTP-протокола, как старого и уязвимого, в данном случае некорректна, так как мы защищаемся не от атак профессиональных хакеров, а больше от случайного попадания вируса. Использование FTP-протокола соответствует уровню ответственности задачи и предполагаемой квалификации пользователей и сетевого администратора. Возможно вместо FTP использовать SFTP протокол (с шифрованием данных при передаче по сети), это просто потребует дополнительных настроек FTP-сервера, а при работе в пределах локальной сети особого смысла не имеет.

Для обеспечения безопасности производственного сегмента сети необходимо соблюдать определенные правила, исключающие возможность передачи вирусов из административного сегмента в производственный (вариант работы через FTP сервер):

— передача файлов из административного сегмента в производственный должна выполняться через FTP-сервер, установленный на Linux-шлюзе.

— со стороны административного сегмента сети на пользовательских компьютерах настраиваем доступ к соответствующей папке на Linux FTP-сервере (настраиваем средствами Windows, но наиболее целесообразно использовать бесплатный FTP-клиент FileZilla). По необходимости копируем на FTP-сервер файлы, которые требуется передать в производственный сегмент. Не допускается FTP-папки подключать на Windows станции как сетевые диски, чтобы исключить доступ вирусов-шифровальщиков к файлам на FTP-сервере. FTP-клиент FileZilla будет наилучшим решением.

— из Linux-шлюза на обрабатывающие центры файлы могут быть скопированы: для оборудования, подключенного к производственной сети и поддерживающих протокол FTP или SMB файлы передаются по сети, в противном случае файлы переносятся с сервера на обрабатывающий центр через USB-накопитель (повторю, это USB-накопитель используется только в производственном сегменте, подключение этого накопителя к компьютерам за производственным сегментом не допускается). Также для записи файлов на USB-накопитель возможно использовать любой компьютер производственного сегмента.

Работа с USB-накопителем на Linux-desktop не отличается от работы в Windows. Поскольку для Linux нет вирусов, то заразить USB-накопитель через Linux невозможно. Предполагается, что в производственный сегмент передаются специальные файлы, содержащие код для обрабатывающих центров (например G-код), файлы выполнены в специальном формате и не могут содержать вирусы.

Для решения поставленной задачи рассмотрим два варианта Linux-шлюза:

1.     Простой вариант – используем в качестве шлюза между производственным и административным сегментом сети Linux-desktop станцию, без организации RAID-массива, все пользователи подключаются к FTP серверу с одной учетной записью, разграничение доступа к данным пользователей на FTP-сервере отсутствует. Из производственного сегмента также возможен доступ к данным на Linux шлюзе по SMB протоколу (сетевые папки windows).

2.     Более сложный вариант – для хранения данных на FTP-сервере используется RAID1–массив (одновременное хранение данных на двух дисках, зеркальное хранение), каждый пользователь административной сети имеет свою учетную запись и свою папку на FTP-сервере, для хранения информации ограниченного доступа на FTP-сервере выделена специальная папка. Из производственного сегмента также возможен доступ к данным на Linux шлюзе по SMB протоколу (сетевые папки windows).

Поскольку предполагается, что установка ПО Linux-шлюза выполняется пользователем мало знакомым с Linux (или вообще не знакомым), инструкции будут максимально подробными, опытных пользователей Linux просьба отнестись снисходительно (для более простого
понимания каталоги будут называться папками, на манер windows). Все инструкции и примеры по установке и настройке ПО Linux для решения поставленных задач легко можно найти в глобальной сети, в этой статье все необходимые инструкции собраны вместе и оптимизированы под конкретный пример.

Простой вариант. Часть 1. Установка Linux.

Простой вариант. Часть 2. Настройка сети.

Простой вариант. Часть 3. Работа с Midnight Commander.

Простой вариант. Часть 4. Настройка FTP-сервера.

Простой вариант. Часть 5. Настройка резервного копирования.

Простой вариант. Часть 6. Настройка SAMBA для доступа из производственной сети

Расширенный вариант. Часть 7. Настройка RAID.

Расширенный вариант. Часть 8. Настройка FTP с персональными папками пользователей.

Сразу скажу, что на написание мини статейки об основах документирования для наших подписчиков подтолкнул курс от уже упоминавшегося на канале Netskills. Вся основная механика у них на канале:

Курс подойдет для совсем “зеленых”, хотя и для матерых не помешает на x2 скорости пробежаться, чтобы систематизировать и обновить имеющуюся экспертизу. Я же в свою очередь хочу выдать вам основное резюме по данной теме и дополнить материал коллег полезными ништячками шаблонами для документирования.

Все еще интересно? Тогда погнали!

Итак обозначим состав рассматриваемой документации:

Структурная схема. Ее еще ласково называют структурой

Давайте рассмотрим обозначенную доку в двух контекстах: 

1. Проектирование/модернизация;
2. Эксплуатация существующей инфраструктуры. 

Проектирование/модернизация 

Важен порядок разработки документации. И он таков как указано в списке выше. Т.е. идем от общего к частному — от структурной схемы к таблице кабельных соединений. На основании таблицы кабельных соединений уже составляется спецификация на закупку SFP модулей, кабеля, определяются требуемые характеристики оборудования в части количества интерфейсов, их типов и номинальных скоростей.

Эксплуатация существующей инфраструктуры

Чем отличается эксплуатация от проектирования/модернизации. Ну прежде всего эксплуатация это работа с тем что уже имеешь. По факту эксплуатация это про учет изменений. Если документации на существующую инфраструктуру нет или она косая и кривая, то стоит ее разработать с нуля. В данном случае можно пойти от частного к общему. Стоит начать с L2 схемы и пойти выше к структурной схеме. А на инженера по СКС делегировать задачу по заполнению КЖ. L2 схемы ему будет достаточно. Удобный шаблон КЖ дам вам ссылкой.

Итак, у нас есть корректная документация, как основа для дальнейшего учета. С точки зрения эксплуатации дальше просто не забывайте ее актуализировать. 

1. Так выглядит типовая, по дизайну современная структурная схема в draw.io (diagrams.net):

На структурную схему наносятся принципиальные моменты дающее полное, но общее представление о том:

1. Cколько у нас провайдеров;
2. Как у нас выстроена архитектура ЛВС: внешний периметр, ядро, уровень доступа; 
3. Как обстоит дело с отказоустойчивостью. Каскад устройств, как на картинке firewall и core switch, указывает на то, что используется стек. Вот какой конкретно стек: stack wise, vss с единым control plane или vPC/MCLAG домен с раздельным control plane тут не важно. Аспекты типов стекирования отражаются на схеме L2, в таблице кабельных соединений, а особенности настроек в документе под номером 6 — “Описание настроек”.

Еще раз заостряю внимание. Структурная схема — общая информация. Стеки/кластера и связанные с этим концепции укладываем на L2 схему.

2.Так выглядит типовая, по дизайну современная L3 схема в draw.io (diagrams.net):

После того как у нас есть “структурка” мы готовим (требуем от подрядчика) L3 схему.

L3 схема

На L3 схеме отображаются ключевые сегменты сети: стыки access-core, core-FW, FWs (border routers) — ISPs. Если описывается корпоративная инфраструктура, то к ключевым сегментам можно отнести сегменты в которых находятся основные корпоративные ресурсы: dns, почта, NTP, VIP пользователи, гостевой и пользовательский Wi-Fi. Если описывается инфраструктура уровня ЦОД, где может быть десятки тысяч сегментов, необходимо ограничится L3 сегментами лишь стыковых соединений. Сегмент удобно изображать в виде трубы с нанесением на нее адреса подсети и соответствующего идентификатора vlan. Целесообразно указывать default gateway. Оборудование уровня L2: L2 коммутаторы, хабы, медиаконвертеры на L3 схеме не изображаются!

3. Так выглядит типовая, по дизайну современная L2 схема в draw.io (diagrams.net): 

После того как имеется структурная схема и L3 переходим к L2 схеме.

L2 схема

L2 схема это уже про частности канального, местами физического уровня. Тут мы уже делаем акцент на типе используемого кабеля: оптика или медь, стековое соединение. Указываем номер порта, тип линка: агрегированный или нет, режим: trunk или access, id vlans в транках (можно и не указывать, так как их может быть слишком много). Конкретные перечни vlan относящихся к информационным системам клиентов, пользователей и то каким транкам они принадлежат лучше всего отражать в документе “Описание настроек”. На схеме же можно/целесообразно отразить факт наличия in-band и out-of-band менеджмента. Т.е. на наличие управляющего трафика посредством основных каналов и альтернативного варианта управления инфраструктурой посредством выделенных каналов, менеджмент коммутаторов, консольных серверов.

Если оборудование установлено в стойках имеющих нумерацию, то целесообразно нанести на L2 схему имена по следующему принципу. К примеру СoreSW1 у вас находится в стойке F36, 27-й юнит в серверной №1. То целесообразно данному коммутатору дать такое имя: sr1-f36-27-core1. Т.е. sr- server room 1 и дальше логика ясна. Если оборудование разбросано по цодам, то можно заменить на dc#. Пример: dc1-k10-30-fw1 и dc2-g10-12-fw1. У вас есть межсетевые экраны в даталайне и селектеле. Вы определили, что в вашей картине мира даталайн это DC1, а селектел — DC2. Данную идею именования можно развить не только для схематичного отображения, но и по аналогии задавать FQDN этим устройствам на локальных DNS серверах.

На L2 схеме отражаются: коммутаторы, маршрутизаторы, ключевые сервера, рабочие места, аспекты стекирования.

На L2 схеме не отражаются: ip-адреса, виртуальные сущности: vdc, vrf, vds, vdom и тд. и тп. 

Аспекты стекирования на L2 схеме

Traditional — два standalone коммутатора с наличием петли и работающим STP (стоит избегать таких вариантов архитектур, по возможности. Но в кампусе допускается);

StackWise Virtual-Physical/StackWise Virtual-logical — Два коммутатора представляются Access уровню как один виртуальный. Нет риска петель, не надо беспокоится о STP, нет простоя линков (must have в крупном enterprise и data center) 

IP план

При проектировании IP план составляется в Excel таблице. Честно говоря это самый удобный способ так как можно использовать функционал группировок

Вот если говорить не про проект, а про эксплуатацию действующей инфраструктуры, то существует два подхода:

1. Ведение такой же Exel таблицы. Просто функционально, но есть нюансы. Как правило плодится много копий и по итогу информация зачастую не 100% актуальна. Если документ ведет один человек, то это куда не шло. Если к планированию и учету IP пространства причастны >1, то целесообразно использовать специальные продукты (пункт 2). 
2. Система централизованного учета IP пространства. Есть один бесплатный и удобный продукт под названием phpipam, лично его использую. С этим инструментом планирование и учет IP пространства циклопически упрощается (https://phpipam.net/)

Таблица кабельных соединений aka кабельный журнал (КЖ) aka схема коммутации

В организациях наиболее часто встречается именно КЖ, как оперативный документ инженера СКС (структурированная кабельная система). В проектах же редко используется понятие кабельного журнала, чаще всего это таблица кабельных соединений или схема коммутации.  Если руководствоваться моделью OSI, то это уровень L1 — физический. Редко, но можно услышать такое понятие как L1 схема. По факту это все об одном и том же

Кабельный журнал. <<скачать шаблон>>

Маркер — идентификатор связи (по аналогии с ключевым полем в БД). В продаже есть специальные принтера. Можно использовать ручные бобины.

Откуда (Ряд/Шкаф/Юнит)-Оборудование-Плата/порт

КудаОткуда — транзитные (промежуточные) коммутации. Если оконечное оборудование, в нашем примере это блейд корзина HP C7000 подключается портом OA1 (On-board administrator) непосредственно к менеджмент коммутатору Cisco WS-C3750X-24 (Маркер 0051), то блоки КудаОткуда пустые. А вот если взять маркер 0094, то связь между с7000 и коммутаторами ядра пролегает через промежуточную патч-панель и нетподиум (оптическая СКС);

Куда — собственно так же как и Откуда — Оборудование-Плата/порт. Обычно (в большинстве случаев) Откуда — оконечное оборудование: рабочее место, сервер. Куда — коммутатор. Но если связь отражает межкоммутаторное взаимодействие, кластерное взаимодействие, то слева отражается условный 1-й номер, а справа условный 2-й номер.

Тип разъема: RJ-45, MM/SM LC/MM SC и тд. и тп. По данному столбцу сразу понятно что у вас за физика оптика или медь, какой тип оптики мультимод или синглмод, какой тип оптического разьема.

Количество кусков (патчкордов) и их длина— тут все должно быть понятно.

Кто и когда проводил работы — тоже очень важный момент.

Описание настроек

Совершенно необходимы документ при проектировании/модернизации. В практике я встречал еще такой синоним как пусконаладочные карты. В целом, данные документы про настройки по шагам. В них описывается текущая настройка, какие вносятся изменения и для чего, какой результат ожидается. Когда будет этап пусконаладки если ожидаемый результат получен — успех, нет — разбираемся в чем проблема и уже только устранив которую идем дальше;

Дополнительные документы:

7. Расположение оборудование в стойках <<скачать шаблон>> (см. вкладку СКС-2)

8. Схемы подключения питания <<скачать шаблон>>

Очень важные схемы. Предположим у вас в стойках по два независимых луча. Подрядчик или ваш инженер взяли два одноблочных устройства отказоустойчивого  кластера и подключили к одному лучу. Луч вырубился не штатно или планово на регламент и нет больше вашего клачтера — весь сегмент прилег. Если схема имеется, по ней монтировали и по нейже осуществлена приемка и испытания, то не будет вам печали. Возьмите на вооружение) “Знаем, плавали, вся жопа в ракушках”)

P.S. Ссылка на схемы в draw.io

Немного поддержу Netskills еще рекламкой:

https://www.youtube.com/redirect?event=video_description&redir_token=QUFFLUhqbFQxMzRuTndmVlNHcnZ6S285Q2pPZnF4VTRrUXxBQ3Jtc0tuZXQxVnhNRnFWWFVDYXZrQVZ0NFZQM084bFZIa3RjbS1yVjM0SUNNZVhZV3praWFMd3ZaOEFKR3ZMSmpXdFNKVXpDZWl2dXJKSVB4Z01uY1hzQWVGaEt2bWhRLUpDbjZlMkRFdkplSHdfM2k0cG1lOA&q=https%3A%2F%2Fnetskills.ru%2Fosnovi-dokumentirovaniya-setei%2Fcertification

Если материал понравился — лучшая помощь порекомендовать канал товарищу IT-шнику. Лишними знания не бывают)

Спасибо за внимание!

Не пропаганды open source для, а разнообразия средств ради, воспользуемся Dia. Я считаю его одним из лучших приложений для работы со схемами под Linux. Есть версия для Виндоус, но, к сожалению, совместимости в визио никакой.

Составьте схему локальной сети компьютерного класса

Сети бывают локальные и глобальные. Локальные сети объединяют некоторое количество компьютеров в пределах одного или нескольких зданий. Такие сети обычно называют интранет. Глобальные сети подразумевают соединение различных локальных сетей в одну общую сеть, называемую Интернет.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС или LAN – Local Area Network) представляет собой коммуникационную систему, позволяющую совместно использовать ресурсы компьютеров, подключенных к сети, таких как принтеры, плоттеры, диски, модемы, приводы CD-ROM и другие периферийные устройства. Локальная сеть обычно расположена в одном или нескольких близко расположенных зданий.

В самом экономичном варианте можно построить одноранговую локальную сеть, в которой все компьютеры выступают как в роли пользователей (клиентов), так и в роли хранителей данных (серверов). При этом все имеют равный доступ ко всем ресурсам других участников сети, будь то файлы или, например, принтеры.

Часто в составе сети выделяют отдельный компьютер – выделенный сервер, который используется для хранения общих ресурсов (архива, дистрибутивов программ и т. д.). Кроме того, сервер может понадобиться для разграничения прав пользователей (если это необходимо) и организации коллективного доступа в Интернет.

В настоящее время существует множество сетевых операционных систем обладающих мощными серверными возможностями, таких как операционные системы семейства UNIX а также Windows NT/2000/XP. В малой сети с функциями сервера вполне справится компьютер под управлением Windows 2000 Professional или Windows XP.

Топология Сети

Топология сети – это способ связи компьютеров. Для малых сетей самым простым вариантом является топология сети типа «звезда». При таком соединении обмен данными между рабочими станциями происходит через центральный узел по отдельным линиям.

Физически каждая линия представляет собой специальный кабель, при помощи которого каждый компьютер в сети соединен с устройством, называемым разветвителем или хабом.

Работа такой сети будет нарушена, если только из строя выйдет центральный узел, будь то хаб или выделенный сервер. Выход из строя одной из рабочих станций никак не скажется на остальных пользователей. Да и подключение новых компьютеров практически никак не скажется на общей работе.

Каждый компьютер в составе ЛВС должен иметь сетевой адаптер, который собственно и подключается специальным кабелем к хабу и сетевую операционную систему.

Технические средства создания ЛВС

Сетевые карты

Могут быть включены в состав системной платы или вставляться в специальные разъемы на плате (обычно это PCI разъемы). При установке сетевой карты, кроме диска с дистрибутивом Windows, может потребоваться дискета с драйвером сетевой карты (обычно поставляется вместе с сетевой картой). Драйвер сетевой карты – специальная программа для ее подключения.

После установки драйвера в Windows в разделе настроек «Система» появится сетевой адаптер, а в разделе «Сетевые подключения» автоматически установятся несколько протоколов (алгоритмов общения сетевых устройств). Среди них будет присутствовать TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), изначально придуманный для работы в сети Internet, но также используемый и для работы в локальных сетях. В большинстве локальных сетей используется именно этот протокол.

Проводка

Подключение сетевой карты к хабу осуществляется кабелем типа «витая пара» – UTP (Unshielded Twisted Pair). Обычно это четыре пары скрученных между собой изолированных проводников, помещенных в оболочку. Каждый проводник окрашен в свой цвет и имеет специальный номер. Витая пара бывает нескольких типов. Чаще всего используют витую пару 5-й категории со скоростью передачи до 100 Мбит в секунду. На каждый конец кабеля устанавливают вилки RJ-45, которые подсоединяют к сетевой карте и хабу. Кабель с двумя вилками иногда называют «патч-корд». Часто кабель, идущий от хаба подсоединяют к розетке, а уже розетку соединяют с компьютером коротким патч-кордом.

Хаб (другое название – Разветвитель)

Служит для коммутации всех рабочих станций сети. Хаб с функциями усилителя сигнала, называют активным концентратором. К нему с помощью соединительных кабелей подключаются компьютеры с сетевыми картами. Задача хаба проста – передавать пакеты данных пришедшие с одного из компьютеров, на все другие. Хаб может иметь 4, 5, 8, 12, 16 и более портов (порт – разъем на хабе для соединения с компьютером). Разъем порта такой же, как и на сетевой карте.

Подключение к ЛВС

Рассмотрим настройку сети для операционной системы Windows. В зависимости от установленной версии Windows порядок выполняемых действий может несколько отличаться, поэтому внимательно читайте появляющиеся на экране инструкции.

Настройка сетевой карты

После установки и сетевой карты на системной плате и соединения ее кабелем с хабом можно включить компьютер. В операционной системе Windows сетевая карта распознается автоматически. Если этого не произошло, карту можно установить вручную. Для этого правой кнопкой мыши щелкнем по значку «Сетевое окружение» на «Рабочем столе», и на первой вкладке «Конфигурация» щелкнем на кнопке «Добавить». В появившемся окне выберем «Сетевая плата» и следуем указаниям мастера настройки. То есть, указываем местоположение драйверов для данной платы (иногда драйвер платы может найтись в базе драйверов Windows).

После автоматической установки на вкладке «Конфигурация» в «Сетевом окружении» должны появиться следующие компоненты: 1) «Клиент для сетей Микрософт»; 2) сетевая плата; 3) протокол TCP/IP.

При подключении модема появятся также: 4) Контроллер удаленного доступа и 5) TCP/IP для контроллера.

Все остальные автоматически установившиеся компоненты не являются обязательными и могут быть удалены. Клиент для сетей Микрософт дает возможность компьютеру «видеть» ресурсы сети.

Если Вы хотите предоставить ресурсы данного компьютера другим участникам сети, то на вкладке «Конфигурация» кнопкой «Добавить» можно установить «Службу доступа к файлам и принтерам сетей Микрософт».

Теперь в «Сетевое окружение» на вкладке «Идентификация» нужно указать уникальное имя компьютера, под которым он будет виден в сети и название рабочей группы, в которую он будет входить. В небольшой сети вполне может быть только одна рабочая группа. Поэтому, желательно выбрать одинаковое название рабочей группы для всех компьютеров одного учебного класса.

Настройка протокола TCP/IP

Протокол TCP/IP применяется в Интернет и локальных сетях.

В окне настройки сетевого окружения нужно выбрать TCP/IP протокол для сетевой карты (если есть такой же протокол для контроллера удаленного доступа – его настраивать не нужно).

После этого в диалоговом окне присвоить компьютеру уникальный IP-адрес.

Например, 192.168.0.1 и указать маску подсети, 255.255.255.0.

Второй машине дайте адрес 192.168.0.2, третьей — 192.168.0.3 и так далее.

Маска у всех должна быть одна — 255.255.255.0.

Разделение ресурсов

Чтобы другие компьютеры в сети имели доступ к файлам вашего ПК или к подключенному к нему принтеру, необходимо разрешить совместное использование ресурсов.

Сначала щелкните правой кнопкой мыши на находящемся на Рабочем столе значке «Сетевое окружение», выберите пункт меню «Свойства», нажмите кнопку «Доступ к файлам и принтерам» и включите необходимую опцию. Дважды нажмите ОК.

Чтобы разрешить доступ с других ПК, отметьте диски и каталоги, которые вы открываете для совместного применения. Дважды щелкните мышью на значке «Мой компьютер», выделите правой кнопкой мыши диск или файл, к которому необходимо разрешить доступ, выберите пункт «Доступ», перейдите к закладке «Доступ» и заполните все необходимые поля.

Если вы планируете использовать в сети подключенный к другому компьютеру принтер, Его тоже нужно установить. В диалоговом окне «Мой компьютер» щелкните мышью сначала на значке «Принтеры», а затем дважды на значке «Установка принтера» (Add Printers). Для установки сетевого принтера следуйте далее появляющимся на экране инструкциям. Если вы не знаете путь к сетевому принтеру, то, чтобы найти его в сети, используйте кнопку «Обзор».

Подключение компьютера к сети Интернет

Услуги Интернет предоставляются специальными компаниями – провайдерами. Чтобы получить к ним доступ необходимо заключить с провайдером договор о подключении. Реально доступны:

1. подключение с помощью модема по коммутируемым телефонным линиям (dial-up);
2. постоянное подключение по выделенной линии с помощью модема для выделенных (физических) линий.

Выделенная линия – это кабель, который постоянно соединяет вас с провайдером, причем у провайдера он также подключен к модему для физических линий. Такой кабель быть предоставлен местной телефонной сетью.

Рассмотрим распространенный на сегодня вариант – соединение по телефонной линии с помощью модема. Для работы с Интернет, необходимо:

1. установить модем;
2. поставить программу для работы в Интернет и
3. настроить соединение.

Установка модема

Модемы бывают внешние и внутренние. Внешние модемы подключают к выключенному компьютеру (кроме USB-модемов) специальным кабелем RS-232 к последовательному порту COM1 или COM2 компьютера, а внутренние устанавливаются в свободный слот (разъем) системной платы и не требуют блока питания. К телефонной сети модем подключают телефонным кабелем – к линейному входу модема «LINE». Большинство модемов имеют разъем «PHONE», к которому можно подключить телефонный аппарат.

После подключения при загрузке Windows обнаружит новое устройство и потребует под него драйверы. Нужно вставить диск, прилагающийся к модему, и указать папку с драйверами для операционной системы, которая установлена на вашем компьютере.

Проверить работоспособность модема можно с помощью Панели Управления инструментом Модемы > Диагностика > Дополнительно.

Установка и настройка программных компонентов соединения

Для подключения к Интернет через телефонную линию (dial-up) должен быть установлен элемент Удаленный доступ к сети в Панели Управления > Установка и удаление программ > Установка Windows > Связь > Удаленный доступ к сети.

Кроме этого должен быть установлен контроллер удаленного доступа и протокол TCP/IP в разделе Панель Управления > Сеть > Конфигурация.

Если этих элементов нет, нажмите Добавить и выберите Сетевая плата > изготовитель Microsoft > Контроллер удаленного доступа и протокол > Microsoft > TCP/IP.

В состав операционной системы Windows 98 включены программы для работы с Интернет. Для их настройки нужно щелкнуть мышью на значке Подключение к Интернет. Будет запущен мастер подключения, который запросит номер телефона провайдера, а также логин и пароль. Всю эту информацию вам необходимо предварительно получить у провайдера при заключении договора.

Источник

Принципы построения и схема локальной сети

Современные компьютерные технологии невозможно представить себе без объединения всевозможных устройств в виде стационарных терминалов, ноутбуков или даже мобильных девайсов в единую сеть. Такая организация позволяет не только быстро обмениваться данными между разными устройствами, но и использовать вычислительные возможности всех единиц техники, подключенной к одной сети, не говоря уже о возможности доступа к периферийным составляющим вроде принтеров, сканеров и т. д. Но по каким принципам производится такое объединение? Для их понимания необходимо рассмотреть структурную схему локальной сети, часто называемую топологией, о чем дальше и пойдет речь. На сегодняшний день существует несколько основных классификаций и типов объединения любых устройств, поддерживающих сетевые технологии, в одну сеть. Конечно же, речь идет о тех девайсах, на которых установлены специальные проводные или беспроводные сетевые адаптеры и модули.

Схемы локальных компьютерных сетей: основная классификация

Прежде всего в рассмотрении любого типа организации компьютерных сетей необходимо отталкиваться исключительно от способа объединения компьютеров в единое целое. Тут можно выделить два основных направления, используемых при создании схемы локальной сети. Подключение по сети может быть либо проводным, либо беспроводным.

В первом случае используются специальные коаксиальные кабели или витые пары. Такая технология получила название Ethernet-соединения. Однако в случае использования в схеме локальной вычислительной сети коаксиальных кабелей их максимальная длина составляет порядка 185-500 м при скорости передачи данных не более 10 Мбит/с. Если применяются витые пары классов 7, 6 и 5е, их протяженность может составлять 30-100 м, а пропускная способность колеблется в пределах 10-1024 Мбит/с.

Беспроводная схема соединения компьютеров в локальной сети основана на передачи информации посредством радиосигнала, который распределяется между всеми подключаемыми устройствами, раздающими девайсами, в качестве которых могут выступать маршрутизаторы (роутеры и модемы), точки доступа (обычные компьютеры, ноутбуки, смартфоны, планшеты), коммутационные устройства (свитчи, хабы), повторители сигнала (репитеры) и т. д. При такой организации применяются оптоволоконные кабели, которые подключаются непосредственно к основному раздающему сигнал оборудованию. В свою очередь, расстояние, на которое можно передавать информацию, возрастает примерно до 2 км, а в радиочастотном диапазоне в основном применяются частоты 2,4 и 5,1 МГц (технология IEEE 802.11, больше известная как Wi-Fi).

Проводные сети принято считать более защищенными от внешнего воздействия, поскольку напрямую получить доступ ко всем терминалам получается не всегда. Беспроводные структуры в этом отношении проигрывают достаточно сильно, ведь при желании грамотный злоумышленник может запросто вычислить сетевой пароль, получить доступ к тому же маршрутизатору, а уже через него добраться до любого устройства, в данный момент использующего сигнал Wi-Fi. И очень часто в тех же государственных структурах или в оборонных предприятиях многих стран использовать беспроводное оборудование категорически запрещается.

Классификация сетей по типу соединения устройств между собой

Отдельно можно выделить полносвязную топологию схем соединения компьютеров в локальной сети. Такая организация подключения подразумевает только то, что абсолютно все терминалы, входящие в сеть, имеют связь друг с другом. И как уже понятно, такая структура является практически не защищенной в плане внешнего вторжения или при проникновении злоумышленников в сеть посредством специальных вирусных программ-червей или шпионских апплетов, которые изначально могли бы быть записаны на съемных носителях, которые те же неопытные сотрудники предприятий по незнанию могли подключить к своим компьютерам.

Именно поэтому чаще всего используются другие схемы соединения в локальной сети. Одной из таких можно назвать ячеистую структуру, из которой определенные начальные связи были удалены.

Общая схема соединения компьютеров в локальной сети: понятие основных типов топологии

Теперь кратко остановимся на проводных сетях. В них можно применять несколько наиболее распространенных типов построения схем локальных сетей. Самыми основными видами являются структуры типа «звезда», «шина» и «кольцо». Правда, наибольшее применение получил именно первый тип и его производные, но нередко можно встретить и смешанные типы сетей, где используются комбинации всех трех главных структур.

Топология «звезда»: плюсы и минусы

Схема локальной сети «звезда» считается наиболее распространенной и широко применяемой на практике, если речь идет об использовании основных типов подключения, так сказать, в чистом виде.

Суть такого объединения компьютеров в единое целое состоит в том, что все они подключаются непосредственно к центральному терминалу (серверу) и между собой не имеют никаких связей. Абсолютно вся передаваемая и принимаемая информация проходит непосредственно через центральный узел. И именно эта конфигурация считается наиболее безопасной. Почему? Да только потому, что внедрение тех же вирусов в сетевое окружение можно произвести либо с центрального терминала, либо добраться через него с другого компьютерного устройства. Однако весьма сомнительным выглядит тот момент, что в такой схеме локальной сети предприятия или государственного учреждения не будет обеспечен высокий уровень защиты центрального сервера. А внедрить шпионское ПО с отдельного терминала получится только при наличии физического доступа к нему. К тому же и со стороны центрального узла на каждый сетевой компьютер могут быть наложены достаточно серьезные ограничения, что особенно часто можно наблюдать при использовании сетевых операционных систем, когда на компьютерах отсутствуют даже жесткие диски, а все основные компоненты применяемой ОС загружаются непосредственно с главного терминала.

Но и тут есть свои недостатки. Прежде всего связано это с повышенными финансовыми затратами на прокладку кабелей, если основной сервер находится не в центре топологической структуры. Кроме того, скорость обработки информации напрямую зависит от вычислительных возможностей центрального узла, и если он выходит из строя, соответственно, на всех компьютерах, входящих в сетевую структуру, связи нарушаются.

Схема «шина»

Схема соединения в локальной сети по типу «шины» тоже является одной из распространенных, а ее организация основана на применении единого кабеля, через ответвления которого к сети подключаются все терминалы, в том числе и центральный сервер.

Главным недостатком такой структуры можно назвать высокую стоимость прокладки кабелей, особенно для тех случаев, когда терминалы находятся на достаточно большом удалении друг от друга. Зато при выходе из строя одного или нескольких компьютеров связи между всеми остальными компонентами в сетевом окружении не нарушаются. Кроме того, при использовании такой схемы локальной сети проходящая через основной канал очень часто дублируется на разных участках, что позволяет избежать ее повреждения или невозможности ее доставки в пункт назначения. А вот безопасность в такой структуре, увы, страдает довольно сильно, поскольку через центральный кабель вредоносные вирусные коды могут проникнуть на все остальные машины.

Структура «кольцо»

Кольцевую схему (топологию) локальной сети в некотором смысле можно назвать морально устаревшей. На сегодняшний день она не используется практически ни в одной сетевой структуре (разве что только в смешанных типах). Связано это как раз с самими принципами объединения отдельных терминалов в одну организационную структуру.

Компьютеры друг с другом соединяются последовательно и только одним кабелем (грубо говоря, на входе и на выходе). Конечно, такая методика снижает материальные затраты, однако в случае выхода из строя хотя бы одной сетевой единицы нарушается целостность всей структуры. Если можно так сказать, на определенном участке, где присутствует поврежденный терминал, передача (прохождение) данных попросту стопорится. Соответственно, и при проникновении в сеть опасных компьютерных угроз они точно так же последовательно проходят от одного терминала к другому. Зато в случае присутствия на одном из участков надежной защиты вирус будет ликвидирован и дальше не пройдет.

Смешанные типы сетей

Как уже было сказано выше, основные типы схем локальных сетей в чистом виде практически не встречаются. Гораздо более надежными и в плане безопасности, и по затратам, и по удобству доступа выглядят смешанные типы, в которых могут присутствовать элементы основных видов сетевых схем.

Так, очень часто можно встретить сети с древовидной структурой, которую изначально можно назвать неким подобием «звезды», поскольку все ответвления идут из одной точки, называемой корнем. А вот организация ветвей в такой схеме подключения по локальной сети может содержать в себе и кольцевые, и шинные структуры, делясь на дополнительные ответвления, часто определяемые как подсети. Понятно, что такая организация является достаточно сложной, и при ее создании необходимо использовать дополнительные технические приспособления вроде сетевых коммутаторов или разветвителей. Но, как говорится, цель оправдывает средства, ведь благодаря такой сложной структуре важную и конфиденциальную информацию можно защитить очень надежно, изолировав ее в ветках подсетей и практически ограничив к ней доступ. То же самое касается и вывода из строя составляющих. При таком построении схем локальных сетей совершенно необязательно использовать только один центральный узел. Их может быть несколько, причем с совершенно разными уровнями защиты и доступа, что еще больше повышает степень общей безопасности.

Логистическая топология

Особо важно при организации сетевых структур обратить внимание на применяемые способы передачи данных. В компьютерной терминологии такие процессы принято называть логистической или логической топологией. При этом физические методы передачи информации в различных структурах могут весьма существенно отличаться от логических. Именно логистика, по сути своей, определяет маршруты приема/передачи. Очень часто можно наблюдать, что при построении сети в виде «звезды» обмен информацией осуществляется с использованием шинной топологии, когда сигнал может приниматься одновременно всеми устройствами. В кольцевых логических структурах можно встретить ситуации, когда сигналы или данные принимаются только теми терминалами, для которых они предназначены, несмотря даже на последовательное прохождение через все сопутствующие звенья.

Наиболее известные сети

Выше пока что рассматривалось исключительно построение схем локальных сетей на основе технологии Ethernet, которая в самом простом выражении использует адреса, протоколы и стеки TCP/IP. Но ведь в мире можно найти огромное количество сетевых структур, которые имеют отличные от приведенных принципы сетевой организации. Наиболее известными из всех (кроме Ethernet с использованием логической шинной топологии) являются Token Ring и Arcnet.

Сетевая структура Token Ring в свое время был разработана небезызвестной компанией IBM и базируется на логической схеме локальной сети «маркерное кольцо», что определяет доступ каждого терминала к передаваемой информации. В физическом отношении также применяется кольцевая структура, однако она имеет свои особенности. Для объединения компьютеров в единое целое имеется возможность использования либо витой пары, либо оптоволоконного кабеля, но скорость передачи данных составляет всего лишь 4-16 Мбит/с. Зато маркерная система по типу «звезды» позволяет передавать и получать данные только тем терминалам, которые имеют на это право (помечены маркером). Но основным недостатком такой организации является то, что в определенный момент такими правами может обладать только одна станция.

Не менее интересной выглядит и схема локальной сети Arcnet, созданная в 1977 году компанией Datapoint, которую многие специалисты называют самой недорогой, простой и очень гибкой структурой.

Для передачи информации и подключения компьютеров могут применяться коаксиальные или оптоволоконные кабели, но также не исключается возможность использования витой пары. Правда, в плане скорости приема/передачи эту структуру особо производительной назвать нельзя, поскольку в максимуме обмен пакетами может производиться на скорости подключения не более 2,5 Мбит/с. В качестве физического подключения используется схема «звезда», а в логическом – «маркерная шина». С правами на прием/передачу дело обстоит точно так же, как и в случае с Token Ring, за исключением того, что передаваемая от одной машины информация доступна абсолютно всем терминалам, входящим в сетевое окружение, а не какой-то одной машине.

Краткие сведения по настройке проводного и беспроводного подключения

Теперь кратко остановимся на некоторых важных моментах создания и применения любой из описанных схем локальной сети. Программы сторонних разработчиков при использовании любой из известных операционных систем для выполнения таких действий не нужны, поскольку основные инструменты предусмотрены в их стандартных наборах изначально. Однако в любом случае необходимо учитывать некоторые важные нюансы, касающиеся настройки IP-адресов, которые применяются для идентификации компьютеров в сетевых структурах. Разновидностей всего две – статические и динамические адреса. Первые, как уже понятно из названия, являются постоянными, а вторые могут изменяться при каждом новом соединении, но их значения находятся исключительно в одном диапазоне, устанавливаемом поставщиком услуг связи (провайдером).

В проводных корпоративных сетях для обеспечения высокой скорости обмена данными между сетевыми терминалами чаще всего используются статические адреса, назначаемые каждой машине, находящейся в сети, а при организации сети с беспроводным подключением обычно задействуются динамические адреса.

Для установки заданных параметров статического адреса в Windows-системах используются параметры протокола IPv4 (на постсоветском пространстве шестая версия еще особо широкого распространения не получила).

В свойствах протокола достаточно прописать IP-адрес для каждой машины, а параметры маски подсети и основного шлюза являются общими (если только не используется древовидная структура с множеством подсетей), что выглядит очень удобным с точки зрения быстрой настройки подключения. Несмотря на это, динамические адреса использовать тоже можно.

Они назначаются автоматически, для чего в настройках протокола TCP/IP имеется специальный пункт, в каждый определенный момент времени присваиваются сетевым машинам прямо с центрального сервера. Диапазон выделяемых адресов предоставляется провайдером. Но это абсолютно не значит, что адреса повторяются. Как известно, в мире не может быть двух одинаковых внешних IP, и данном случае речь идет либо о том, что они изменяются только внутри сети либо перебрасываются с одной машины на другую, когда какой-то внешний адрес оказывается свободным.

В случае с беспроводными сетями, когда для первичного подключения используются маршрутизаторы или точки доступа, раздающие (транслирующие или усиливающие) сигнал, настройка выглядит еще проще. Главное условие для такого типа подключения – установка автоматического получения внутреннего IP-адреса. Без этого соединение работать не будет. Единственный изменяемый параметр – адреса серверов DNS. Несмотря на начальную установку их автоматического получения, зачастую (особенно при снижении скорости подключения) рекомендуется выставлять такие параметры вручную, используя для этого, например, бесплатные комбинации, распространяемые компаниями Google, Yandex и т. д.

Наконец, даже при наличии только какого-то определенного набора внешних адресов, по которым в интернете идентифицируется любое компьютерное или мобильное устройство, изменять их тоже можно. Для этого предусмотрено множество специальных программ. Схема локальной сети может иметь любую из выше перечисленных вариаций. А суть применения таких инструментов, которые чаще всего представляют собой либо VPN-клиенты, либо удаленные прокси-серверы, состоит в том, чтобы изменить внешний IP, который, если кто не знает, имеет четкую географическую привязку, на незанятый адрес, по расположению находящийся в совершенно в другой локации (хоть на краю света). Применять такие утилиты можно непосредственно в браузерах (VPN-клиенты и расширения) либо производить изменение на уровне всей операционной системы (например, при помощи приложения SafeIP), когда некоторым приложениям, работающим в фоновом режиме, требуется получить доступ к заблокированным или недоступным для определенного региона интернет-ресурсам.

Эпилог

Если подводить итоги всему вышесказанному, можно сделать несколько основных выводов. Первое и самое главное касается того, что основные схемы подключения постоянно видоизменяются, и их в начальном варианте практически никогда не используют. Наиболее продвинутыми и самыми защищенными являются сложные древовидные структуры, в которых дополнительно может использоваться несколько подчиненных (зависимых) или независимых подсетей. Наконец, кто бы что ни говорил, на современном этапе развития компьютерных технологий проводные сети, даже несмотря на высокие финансовые затраты на их создание, все равно по уровню безопасности на голову выше, чем простейшие беспроводные. Но беспроводные сети имеют одно неоспоримое преимущество – позволяют объединять компьютеры и мобильные устройства, которые географически могут быть удалены друг от друга на очень большие расстояния.

Источник