скачать книгу бесплатно
Создание и обслуживание локальных сетей
Александр Иванович Ватаманюк
Видеосамоучитель
Данная книга поможет вам получить базовые теоретические знания и практические навыки по планированию, проектированию, монтажу и настройке компьютерных сетей, а также по обеспечению их безопасности и поиску неисправностей. Изложенный материал будет интересен как начинающим сетевым администраторам, так и специалистам смежных областей, которые делают первые шаги в изучении компьютерных сетей. Рассматривается настройка сетей в Windows ХР и Windows Vista.
Видеокурс прилагается только к печатному изданию книги.
Александр Иванович Ватаманюк
Создание и обслуживание локальных сетей
Введение
Компьютерные сети оплели весь земной шар, и вы, хотите того или нет, увязли в них так же прочно, как муха в паутине. Теперь попробуйте ответить на вопрос: нужно ли пытаться разобраться с этой ситуацией или пустить все на самотек?
Принимая решение, имейте в виду: уровень компьютеризации вырос настолько, что лишь безнадежно отсталый человек может оказаться незатронутым ею, даже если техника заполняет его быт и работу.
Книга, которую вы держите в руках, приобщит вас к научно-техническому прогрессу и научит жить в современном компьютерном обществе. Из нее вы узнаете много интересной и полезной информации о том, что такое компьютерная сеть и как с ней «общаться». Люди же более любознательные получат неоценимый опыт и смогут использовать его на практике.
Книга содержит большое количество текстовой и графической информации, которая облегчит понимание самой сущности локальной сети. Мало того, к изданию прилагается диск с видеоуроками, которые в режиме реального времени познакомят вас со всем процессом, начиная с создания сети и заканчивая ее настройкой и обслуживанием. На компакт-диске вы также найдете краткое описание программного обеспечения для контроля сетевого трафика, работы в Интернете, антивирусной защиты и многие из рассмотренных программ. Коммерческие продукты представлены ознакомительными и демонстрационными версиями. Как правило, в демонстрационных версиях недоступны некоторые инструменты и функции, но пользоваться ими можно сколь угодно долго. Ознакомительные версии обычно полнофункциональны, но действуют в течение ограниченного времени (30 дней или меньше). Некоторые из рассмотренных в книге программ являются бесплатными, их возможности и срок действия неограниченны.
Только ленивый не познает и не оценит возможности компьютерных сетей! Не становитесь им!
Книга ориентирована на определенную категорию читателей, однако это совсем не означает, что любой человек не сможет разобраться с ее материалом. По подобному принципу создавался и этот видеосамоучитель. Конечно, основная его аудитория – читатели, которые хотят больше узнать о локальных сетях и способах их создания. Тем не менее осилить и понять ее сможет даже малоопытный компьютерный пользователь.
В любом случае, даже если вас не очень интересуют разные компьютерные штучки и тем более сети, прочитав книгу, вы ими заинтересуетесь. Это гарантировано. Поэтому просто расслабьтесь и просвещайтесь, и будьте уверенны в том, что вы с легкостью овладеете изложенным материалом!
От издательства
Ваши замечания, предложения и вопросы отправляйте по следующему адресу электронной почты: dgurski@minsk.piter.com (издательство «Питер», компьютерная редакция).
Мы будем рады узнать ваше мнение!
На сайте издательства http://www.piter.com (http://www.piter.com/) вы найдете подробную информацию о наших книгах.
Часть 1
Компьютерная сеть. Общие понятия
Глава 1
Сеть? Это что еще такое?
• Причины появления сети и перспективы ее развития
• Как создаются сети и кто это может сделать
1.1. Причины появления сети и перспективы ее развития
Когда компьютер только задумывали, главной его задачей предполагалось облегчение труда человека и автоматизация и ускорение выполнения некоторых арифметических операций. Никто тогда даже думать не мог, что компьютеров через несколько десятков лет будет настолько много, что рано или поздно они будут объединены в один громадный «организм», удовлетворяющий практически все потребности человека. Тем не менее так оно и произошло, по крайней мере очень близко к этому.
Каковы же причины появления сети? Как минимум можно выделить несколько:
• несовершенство существующих компьютеров и компьютерной техники;
• недостаток мощности отдельного компьютера для выполнения сложной задачи;
• слишком большое количество людей, задействованных в достижении поставленной цели;
• новые направления в науке, требующие все больших человеческих и компьютерных ресурсов.
Этот список можно продолжать очень долго, но факт остается фактом: рано или поздно сеть должна была возникнуть и она возникла.
Таким образом, сеть – не что иное, как некоторое количество компьютеров, определенным способом подключенных друг к другу. Однако это только часть понятия. На самом деле сюда еще нужно включить сетевые операционные системы, прикладные программы, специальные программные механизмы обмена информацией и многое другое.
Можно сказать однозначно, что появление сети изменило жизнь всего человечества. Преимуществ у сети много, больше, чем можно было бы себе представить. Вот только некоторые из них:
• организация одновременной работы многих пользователей с одним источником, будь то распределенная база данных или обычный офисный документ;
• использование всех компьютеров сети для выполнения одной работы с целью осуществления сложного, требующего много ресурсов проекта;
• обмен информацией любого характера, будь то рабочие данные или фильмы и музыка;
• получение данных из любой точки земного шара с использованием для этого сети спутников;
• общение (устное, письменное, визуальное) на расстоянии;
• использование компьютерных сетей для обучения и любого другого типа образования.
Преимуществ сети много, а недостатков практически нет. Ну разве что возможность тотального наблюдения за любым подключенным к сети пользователем…
Каковы перспективы дальнейшего развития сети? Все очень просто: глобальная компьютеризация и возможность мгновенного получения любой информации с использованием для этого любого устройства с коммуникационными способностями. После этого, наверное, жизнь станет гораздо скучнее.
1.2. Как создаются сети и кто это может сделать
Сети возникают с пугающей скоростью. Порой приходишь в знакомый офис через неделю, а в нем уже функционирует современная сеть с высокой пропускной способностью. Но самое главное, что организовать сеть может практически любой человек, более или менее знакомый с принципом и правилами ее создания. Так почему бы вам не стать этим «любым»?
Конечно, сразу создать сеть с большим количеством компьютеров будет достаточно трудно, даже если вы прочтете гору книг по теме. Самый простой способ научиться – познакомиться с теорией и попроситься к кому-нибудь в ученики. И будет большим плюсом, если вы попытаетесь сами соединить хотя бы два рядом стоящих компьютера в домашних условиях. Это и станет началом вашей сетевой практики.
Однако, как обычно, все нужно начинать с теории. Необходимо познакомиться с существующими стандартами и топологиями, увидеть сетевое оборудование, пощупать кабель, коннекторы и т. д.
Данная книга призвана облегчить процесс освоения принципов сети и дать основные практические советы. Как говорится, не святые горшки лепят, все в ваших руках. Поэтому учите теорию и осваивайте практику!
Глава 2
Типы сетей
• Одноранговая сеть
• Сеть на основе сервера
Сегодня, как и 10 лет назад, существует два типа сетей: одноранговая сеть и сеть на основе сервера (выделенного компьютера). Каждая из них имеет как преимущества, так и недостатки.
Одноранговая сеть, скорее всего, придется по душе пользователям, которые хотят сначала попробовать сеть в деле или ограничены в средствах. Сеть на основе сервера организуют там, где важен полный контроль над всеми рабочими местами. Это может быть и небольшая домашняя сеть, и объемная корпоративная система сетей, объединенных в одну общую.
Эти два разных типа имеют общие корни и принципы функционирования, что в случае необходимой модернизации позволяет перейти от более простого варианта (одноранговой сети) к более сложному (сети на основе сервера).
2.1. Одноранговая сеть
Одноранговую сеть построить достаточно просто. Особенность такой сети в том, что все входящие в ее состав компьютеры работают сами по себе, то есть ими никто не управляет.
Одноранговая сеть выглядит как некоторое количество компьютеров, объединенных определенным образом в одну рабочую группу (рис. 2.1). Именно отсутствие управляющей машины (сервера) делает ее построение дешевым и эффективным мероприятием.
Любой компьютер в такой сети можно назвать как рабочим, так и сервером, поскольку нет какой-либо конкретной выделенной машины, которая осуществляла бы административный или другой контроль. За компьютером такой сети следит сам пользователь (или пользователи), который работает на нем. В этом кроется главный недостаток одноранговой сети – ее пользователь должен не просто уметь работать на компьютере, но и иметь представление об администрировании. Кроме того, ему в большинстве случаев приходится самому справляться с возникающими внештатными ситуациями и защищать себя от разнообразных неприятностей, начиная с вирусов и заканчивая программными и аппаратными неполадками.
Как и полагается, одноранговая сеть позволяет использовать общие файлы, принтеры, модемы и т. п. Однако из-за отсутствия управляющего компьютера каждый пользователь разделяемого ресурса должен самостоятельно устанавливать права доступа к нему.
Рис. 2.1. Пример одноранговой сети
Для работы с одноранговыми сетями можно использовать любую операционную систему. Ее поддержка реализована в Windows, начиная с Windows 95, поэтому никакого дополнительного программного обеспечения для работы в локальной сети не требуется. Однако если вы хотите обезопасить себя от разных программных проблем, лучше использовать операционную систему достаточно высокого класса, например Windows ХР.
Одноранговую сеть обычно применяют тогда, когда нужно связать несколько (как правило, до десяти) компьютеров и не нужно использовать строгую защиту данных. Большее количество компьютеров подключать не рекомендуется, так как отсутствие «контролирующих органов» рано или поздно приводит к возникновению различных проблем. Ведь из-за одного необразованного или ленивого пользователя под угрозу ставится безопасность и работоспособность всей сети.
Если вы заинтересованы в более защищенной и контролируемой «организации», то создавайте сеть на основе сервера.
В табл. 2.1 перечислены основные преимущества и недостатки одноранговой сети.
Таблица 2.1. Преимущества и недостатки одноранговой сети
2.2. Сеть на основе сервера
Сеть на основе сервера – наиболее часто встречающийся тип, который используют как в полноценных домашних сетях и в офисах, так и на крупных предприятиях (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Пример сети на основе сервера
Как ясно из названия, данная сеть использует сервер, контролирующий работу всех подключенных клиентских компьютеров. Главная его задача – создание, настройка и обслуживание учетных записей пользователей, настройка прав доступа к общим ресурсам, механизма авторизации и смены паролей доступа и многое другое.
Как правило, сервер характеризуется большой мощностью и быстродействием, необходимым для выполнения поставленных задач: будь то работа с базой данных или обслуживание других запросов пользователей. Сервер оптимизирован для быстрой обработки запросов пользователей, обладает специальными механизмами программной защиты и контроля. Достаточная мощность сервера позволяет снизить требования к мощности клиентской машины.
За работой сети на основе сервера обычно следит специалист – системный администратор. Он отвечает за регулярное обновление антивирусных баз, устраняет возникшие неполадки, разделяет общие ресурсы и т. п.
Количество рабочих мест в такой сети может быть разным – от нескольких до сотен или тысяч компьютеров. С целью поддержки производительности сети на необходимом уровне при возрастании количества подключенных пользователей устанавливают дополнительное или более скоростное сетевое оборудование, серверы и т. д.
Не все серверы выполняют одинаковую работу. Существуют следующие специализированные машины, позволяющие автоматизировать или просто облегчить выполнение тех или иных задач.
• Файл-сервер. Используется в основном для хранения разнообразных данных, начиная с офисных документов и заканчивая музыкой и видео. Обычно на таком сервере создаются личные папки пользователей, обращаться к которым могут только они (или другие пользователи, получившие право доступа). Для управления таким сервером используют любую сетевую операционную систему, например Windows 2000 или Windows 2003. Благодаря кэшированию файлов доступ к ним значительно ускоряется.
• Принт-сервер. Главная его задача – обслуживание очереди печати сетевых принтеров и обеспечение доступа к ним. Очень часто с целью экономии средств файл-сервер и принт-сервер совмещают.
• Сервер базы данных. Основная его задача – обеспечить максимальную скорость поиска и записи нужных данных в базу данных или получения информации из нее с последующей передачей конечному пользователю сети. Это самые мощные из всех серверов. Они обладают максимальной производительностью, так как от этого зависит комфортность работы всех пользователей.
• Сервер приложений. Промежуточный сервер между пользователем и сервером базы данных. Как правило, на нем выполняются те из запросов, которые требуют максимальной производительности и должны быть переданы пользователю, не затрагивая ни сервер базы данных, ни пользовательский компьютер. Это могут быть как часто запрашиваемые из базы данные, так и любые программные модули.
Кроме перечисленных выше, существуют другие серверы, например почтовые, коммуникационные, серверы-шлюзы и т. д.
Достаточно часто в целях экономии средств на один из серверов «вешают» обслуживание нехарактерных для него заданий. В этом случае следует понимать, что скорость выполнения им тех или иных задач может значительно понижаться.
Сеть на основе сервера предоставляет широкий спектр услуг и возможностей, которых трудно или невозможно добиться от одноранговой сети. Кроме того, последняя уступает в плане защищенности и администрирования. Имея выделенный сервер или серверы, легко обеспечить резервное копирование, что является первоочередной задачей, если в сети присутствует сервер базы данных.
В табл. 2.2 перечислены основные преимущества и недостатки сети на основе сервера.
Таблица 2.2. Преимущества и недостатки сети на основе сервера
Глава 3
Модель сети и сетевые протоколы
• Модель ISO/OSI
• Сетевой протокол
• Протоколы работы с электронной почтой
• Другие протоколы
Какой бы ни была сеть, она должна подчиняться определенным законам. Не забывайте, что сеть – это не только кусок провода, но и все устройства, которые в нее входят, в том числе и компьютеры. Представьте себе на минуту, что нет никаких правил работы сети. Какие функции должны выполнять сетевая карта или маршрутизатор, как должен реагировать на это компьютер?
Чтобы избежать хаоса и упорядочить «взаимоотношения» в сети, используется специальная система правил и стандартов. Их представителями являются сетевая модель взаимодействий ISO/OSI и протоколы передачи данных.
3.1. Модель ISO/OSI
Пожалуй, ключевым понятием в стандартизации сетей и всего, что к ним относится, является модель взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI), разработанная Международной организацией по стандартизации (International Standards Organization, ISO). На практике применяется короткое название «модель ISO/OSI».
Описываемая модель состоит из семи уровней (рис. 3.1), каждый из которых отвечает за определенный круг задач, осуществляя их с помощью заложенных в этот уровень алгоритмов – стандартов и протоколов. Для связи между уровнями используются процедуры взаимодействия. Таким образом, выполнив свою часть задачи, нижестоящий уровень передает готовые данные вышестоящему. Вот и получается, что, пройдя всю цепочку из семи уровней, на выходе получаются готовые к «употреблению» данные. При этом они успевают должным образом закодироваться или раскодироваться, пройти проверку целостности и многое другое.
Рис. 3.1. Уровни модели ISO/OSI
Основное различие между проводными (Ethernet 802.3) и беспроводными (IEEE 802.11) сетями кроется только в двух крайних уровнях – физическом и канальном. Остальные же работают абсолютно одинаково и не имеют никаких различий.
Рассмотрим все уровни модели ISO/OSI подробнее.
Физический уровень
Физический уровень – самый первый, «нижний» уровень. Фактически он представляет собой аппаратную часть сети и описывает способ передачи данных, используя для этого любой имеющийся канал – проводной или беспроводной. Исходя из выбранного канала передачи данных должно использоваться соответствующее сетевое оборудование с определенными параметрами передачи данных, учитывающими всевозможные особенности канала, такие как полосы пропускания, защита от помех, уровень сигнала, кодирование, скорость передачи данных в физической среде и т. п.
Таким образом, всю описанную работу вынуждено выполнять сетевое оборудование: сетевая карта, мост, маршрутизатор и т. д.
Физический уровень – один из уровней, который отличает беспроводные сети от их «собратьев» – проводных сетей. Разница между ними заключается в канале передачи данных: в первом случае это радиоволны определенной частоты или инфракрасное излучение, в другом – любая физическая линия, например коаксиал, витая пара или оптоволокно.
