Мы начинаем публикацию цикла статей на тему развертывания небольшой (в пределах дома или небольшого офиса) локальной сети и подключения ее к Интернет.

Полагаю, актуальность этого материала на сегодня довольно высока, так как только за последние пару месяцев несколько моих знакомых, неплохо знающие компьютеры в целом, задавали мне вопросы на сетевые темы, которые я считал очевидными. Видимо таковыми они являются далеко не для всех;-)

По ходу статьи будут использованы термины из сетевой области, большинство их них объясняется в мини-ЧаВо о сетях , составленного Дмитрием Редько.
К сожалению, этот материал давно не обновляется. Хотя он и не потерял актуальности, но в нем довольно много пробелов, поэтому, если найдутся добровольцы эти пробелы заполнить, пишите на емейл, указанный в конце этой статьи.
При первом использовании сетевого термина, с него будет идти гиперссылка на объяснение оного в ЧаВо. Если некоторые термины не будут объяснены по ходу статьи или в ЧаВо, не стесняйтесь упомянуть этот факт в , где эта статья будет обсуждаться.

Итак. В первой части будет рассмотрен самый простой случай. Имеем 2 или более компьютеров со встроенной в материнскую плату или установленной отдельно сетевой картой , коммутатор (switch) или даже без него, а так же канал в Интернет, предоставленный ближайшим провайдером.

Зафиксируем, что на всех компьютерах установлена операционная система Microsoft Windows XP Professional с Service Pack версии 1. Не буду утверждать, что это наиболее массовая ОС, установленная сейчас на компьютерах, но рассматривать все существующие семейства той же Microsoft довольно долго (но, если найдется много страждущих, проанализируем и другие). Версия языка ОС – English. На русской версии все будет работать аналогичным образом, читателям надо будет лишь найти соответствия русских аналогов названий в представленных ниже скришнотах.

Если у нас всего лишь два компьютера и в наличии нет коммутатора, то для создания сети между двумя компьютерами требуется наличие сетевой карты в каждом из них и кросс-овер кабель для объединения компьютеров друг с другом.

Почему кросс-овер и чем плох обычный кабель? В стандартах Ethernet на 10 и 100Мбит (10Base-T и 100Base-TX) для витой пары используется 4 провода (две свитых меж собой пары проводов). Обычно в кабеле, типа витая пара, 8 проводов, но из них используются только 4 (все восемь применяются в Gigabit Ethernet).

После получения кабеля, соединяем с помощью него сетевые карты компьютеров и вуаля - все должно заработать (на физическом уровне). Для проверки работоспособности сети на физическом уровне (уровне сигналов) имеет смысл посмотреть на индикаторы (чаще всего зеленого цвета), которые расположены на сетевой карте вблизи RJ-45 разъема. Как минимум один из них должен отвечать за индикацию наличия линка (физического соединения). Если загорелись индикаторы на обеих сетевых картах, то физический линк есть, кабель обжат верно. Горящий индикатор лишь на одной из двух карт не говорит о том, что на физическом уровне все в порядке. Мерцание этих (или соседних) индикаторов сигнализирует о передаче данных между компьютерами. Если индикаторы на обеих картах не горят, то с большой вероятностью неверно обжат или он поврежден кабель. Так же возможно, что одна из сетевых карт вышла из строя.

Конечно, описанное в предыдущем абзаце не означает, что операционная система видит сетевую карту. Горение индикаторов говорит лишь о наличии физического линка между компьютерами, не более того. Чтобы Windows увидела сетевую карту, нужен драйвер этой карты (обычно, операционка сама находит нужный и ставит его автоматически). Цитата из форума: «Как раз вчера диагностировал случай с подключенной сетевухой, не до конца вставленной в PCI-разъем. В результате “физически” сеть работала, но ОС ее не видела. ».

Рассмотрим вторую ситуацию. Имеется коммутатор и два или более компьютера. Если два компьютера еще можно соединить без коммутатора, то если их три (или больше), то их объединение без свича является проблемой. Хотя проблема и разрешима - для объединения трех компьютеров нужно в один из них вставить две сетевые карты, перевести этот компьютер в режим маршрутизатора (роутера) и соединить его с двумя оставшимися машинами. Но описание этого процесса уже выходит за рамки этой статьи. Остановимся на том, что для объединения в одну локальную сеть трех и более компьютеров нужен коммутатор (тем не менее, есть и другие варианты: можно объединять компьютеры с посощью FireWire интерфейса или USB DataLink кабеля; а так же с помощью беспроводных (WiFi) карт, переведенных в Ad Hoc режим функционирования… но об этом в следующих сериях).

К коммутатору компьютеры подсоединяются прямым кабелем . Какой вариант заделки (568A или 568B) будет выбран - абсолютно не важно. Главное помнить, что с обеих сторон кабеля она (заделка) совпадала.

После обжима кабеля (или покупки оного в магазине), и подсоединения всех имеющихся компьютеров к коммутатору, следует проверить наличие физического линка. Проверка протекает аналогично вышеописанному способу для двух компьютеров. На коммутаторе рядом с портами так же должны присутствовать индикаторы, сигнализирующие о наличии физического соединения. Вполне может оказаться, что индикаторы находятся не рядом (сверху, сбоку, снизу) с портом, а вынесены на отдельную панель. В таком случае они будут пронумерованы в соответствии с номерами портов.

Добравшись до этого абзаца, мы уже имеем физически объединенные в локальную сеть 2 или более компьютеров. Переходим к настройке операционной системы.

Для начала, проверим правильность установок IP-адресации у сетевой карты. По-умолчанию, ОС Windows (2K/XP) сама назначает нужные IP адреса картам, но лучше в этом убедится самим.

Идем в настройки сетевой карты. Это можно сделать двумя путями, через панель управления (Start -> Control Panel -> Network Connection)

Или, если сетевое окружение (Network Places) вынесено на рабочий стол, то достаточно кликнуть по нему правой кнопкой и выбрать Properties (Свойства).

В появившемся окне выбираем нужный сетевой адаптер (обычно он там один). Новое окно сообщает нам довольно много информации. Во-первых, статус соединения (в данном случае - Connected, т.е. физическое подключение есть) и его скорость (100 Мбит). А так же количество посланных и принятых пакетов. Если кол-во принимаемых пакетов равно нулю, а в сети находится более одного компьютера (включенными), то это, возможно, указывает на неисправность нашей сетевой карты или порта коммутатора (если компьютер подключен к нему). Так же возможна неисправность самого кабеля.

Выбрав закладку Support, можно узнать текущий IP адрес и маску подсети, назначенные сетевой карте. По умолчанию, ОС Windows дают адаптерам IP адреса их диапазона 169.254.0.0 -- 169.254.255.254 с маской подсети 255.255.0.0. Обсуждение масок, классов подсетей и так далее выходит за рамки этой статьи. Главное запомнить, что маска подсети у всех компьютеров из одной сети должна совпадать, а IP адреса - различаться. Но опять таки, цифры IP адреса, которые совпадают по позициям с ненулевыми цифрами маски подсети, у всех компьютерах должны быть одинаковыми, т.е. в данном примере у всех хостов из локальной сети в IP адресе будут совпадать две первые позиции цифр - 169.254.

IP-настройки сетевой карты могут задаваться и вручную (Свойства сетевого адаптера -> Properties -> Internet Protocol (TCP/IP) -> Properties). Но в большинстве случаев имеет смысл выставить настройки в значение по умолчанию (автоматическое определение IP адреса и DNS) и операционная система настроит сетевые адаптеры сама.

Кроме сетевых адресов, всем компьютерам нужно задать одинаковое имя рабочей группы. Это настраивается в настройках системы (System Properties). Туда можно попасть через панель управления (System -> Computer Name). Разумеется, можно задавать и разные имена рабочим группам. Это удобно, если у вас много компьютеров в сети и нужно как то логически разделить работающие машины между собой. Следствием этого станет появление нескольких рабочих групп в сетевом окружении (вместо одной).

или, если значок My Computer был выведен на рабочий стол, то правым кликом мыши на этом значке и выборе (Properties -> Computer Name).

В появившемся окне (появляющимся после нажатия кнопки Change) можно изменить имя компьютера (каждой машине - свое уникальное имя). И тут же надо ввести название рабочей группы. У всех компьютеров в локальной сети название рабочей группы должно совпадать.

После этого ОС попросит перезагрузиться, что и нужно будет сделать.

На любом из компьютеров можно «расшаривать» (т.е. выкладывать в общий доступ) директории. Это делается следующим образом:

В проводнике жмем правой кнопкой на директорию, выбираем Свойства (Properties).

Выкладывание директорий в общий доступ осуществляется в закладке Sharing. В первый раз нам предложат согласиться, что мы понимаем то, что делаем.

Во все последующие - достаточно лишь поставить галку в поле Share this foldier (к директории будет открыт доступ по сети только в режиме чтения). Если нужно разрешить изменение данных по сети, то придется поставить галку в поле Allow Network User to Change my Files.

После подтверждения (нажатия OK), значок директории сменится на тот, что показан на скриншоте.

С других компьютеров получить доступ к расшаренным директориям можно, зайдя в сетевое окружение (My Network Places), находящееся в меню Пуск или на рабочем столе, выбрав View Workgroup Computers,

а затем щелкнуть на нужном имени компьютера.

Выложенные в общий доступ директории будут представлены в появившемся окне.

После выбора любой из них можно работать с ними так же, как будто они расположены на локальном компьютере (но, если разрешение на изменение файлов при шаринге директории не было активировано, то изменять файлы не получится, только смотреть и копировать).

Обращаю внимание, что вышеописанный метод без проблем будет работать, если на обоих компьютерах (на котором директория была расшарена и который пытается получить к ней доступ по сети) были заведены одинаковые имена пользователей с одинаковыми паролями. Другими словами, если вы, работая под пользователем USER1, выложили в общий доступ директорию, то что бы получить к ней доступ с другого компьютера, на нем так же должен быть создан пользователь USER1 с тем же самым паролем (что и на первом компьютере). Права пользователя USER1 на другом компьютере (том, с которого пытаются получить доступ к расшаренному ресурсу) могут быть минимальными (достаточно дать ему гостевые права).

Если вышеописанное условие не выполняется, могут возникнуть проблемы с доступом к расшаренным директориям (выпадающие окошки с надписями вида отказано в доступе и тд). Этих проблем можно избежать, активировав гостевой аккаунт. Правда в этом случае ЛЮБОЙ пользователь внутри локальной сети сможет увидеть ваши расшаренные директории (а в случае сетевого принтера - печатать на нем) и, если там было разрешено изменение файлов сетевыми пользователями, то любой сможет их изменять, в том числе и удалять.

Активация гостевого аккаунта производится следующим образом:
Пуск -> панель управления ->
такой вид, как на скриншоте, панель управления приобретает после щелканья на кнопке Switch to Classic View (переключиться к классическому виду)
-> администрирование -> computer management ->

В появившемся окне управления компьютером выбираем закладку управления локальными пользоватлями и группами, находим гостевой (Guest) аккаунт и активируем его. По умолчанию в Windows гостевой аккаунт уже заведен в системе, но заблокирован.

Пару слов о добавлении пользователей в систему (подробнее об этом в следующих статьях). В том же менеджере управления локальными пользователями и группами, щелкаем правой кнопкой мыши на свободном месте списка пользователей, выбираем New user (добавить нового пользователя).

В появившемся окне вводим логин (в данном случае введен user2), полное имя и описание, последние два значения не обязательны ко вводу. Далее назначаем пароль (password), в следующем поле - повторяем тот же самый пароль. Снятие галки User must change password at next logon (пользователь должен сменить пароль при следующем входе в систему), дает пользователю входить в систему под заданным паролем и не будет требовать его смены при первом логоне. А галка напротив Password never expiries (пароль никогда не устареет), дает возможность пользоваться заданным паролем бесконечное время.

По умолчанию, вновь созданный пользользователь входит в группу Users (пользователи). Т.е. у пользователя будут довольно ограниченные права. Тем не менее, их будет довольно много и на локальном компьютере можно будет зайти под этим логином и вполне конфортно работать. Можно еще более ограничить права (до минимума) этого пользователя, выведя его из группы Users и введя в группу Guests (гости). Для этого жмем правой кнопкой мыши на пользователя, выбираем Properties (свойства),

Member of -> Add , в появившемся окне жмем на Advanced (дополнительно)

Жмем Find Now (найти). И в появившемся списке выбираем нужную группу (Guest, гости).

Пользователь введен в группу Guest. Осталось вывести его из группы Users: выделяем ее и щелкаем на кнопке Remove (удалить).

Более гибкое управление доступом к расшареным ресурсам можно получить, отключив режим Simple File Sharing (простой доступ к файлам) в настройках Explorer-а. Но это опять выходит за рамки текущей статьи.

Предоставление в общий доступ (расшаривание) принтеров производится аналогичным способом. На компьютере, к которому подключен принтер, выбираем его значок (через пуск -> принтеры), жмем на нем правой кнопкой мыши, выбираем свойства (properties).

Управление общим доступом к принтеру осуществляется в закладке Sharing. Нужно выбрать пункт Shared As и ввести имя принтера, под которым он будет виден в сетевом окружении.

На других компьютерах, подключенных к той же локальной сети, сетевой принтер, скорее всего, сам появится в меню принтеров. Если этого не произошло, запускаем значок Add Printer (добавить принтер),

который вызовет визард по подключению принтеров.

Указываем ему, что мы хотим подключить сетевой принтер.

В следующем меню указываем, что хотим найти принтер в сетевом окружении. Так же можно ввести прямой UNC до принтера, например, \компьютер1принтер1, воспользовавшись пунктом Connect to this Printer.
UNC (Universal Naming Convention) - Универсальный сетевой путь, используется в операционных системах от Microsoft. Представляется в виде \имя_компьютераимя_расшаренного_ресурса, где имя_компьютера = NetBIOS имя машины, а имя_расшаренного_ресурса = имя расшаренной директории, принтера или другого устройства.

Если мы выбрали пункт поиска принтера в сетевом окружении, то после нажатия кнопки Next появится окно просмотра сетевого окружения, где и нужно выбрать расшареный принтер. После этой операции, с локальной машины можно посылать документы на печать на удаленный принтер.

Итак. Мы получили работоспособную локальную сеть. Пора бы дать ей доступ в Интернет. Далее в этой статье будет рассказано, как организовать такой доступ, используя один из компьютеров в качестве маршрутизатора (роутера). Для этого в нем должно стоять две сетевых карты. Например, одна - встроенная в материнскую плату, а вторая - внешняя, вставленная в PCI слот. Или две внешние, это неважно.

Ко второй сетевой карте роутера (первая смотрит в локальную сеть) подключаем провод, идущий от провайдера. Это может быть витая пара (кроссовер или прямой кабель) от ADSL модема, так же витая пара, протянутая монтажниками локальной сети вашего района или еще что-нибудь.

Вполне возможна ситуация, что ADSL модем (или другое подобное устройство) подключается к компьютеру через USB интерфейс, тогда вторая сетевая карта не нужна вовсе. Возможно так же, что компьютер-роутер является ноутбуком, у которого есть одна сетевая карта, подключенная проводом в локальную сеть и WI-FI (беспроводная) сетевая карта, подключенная к беспроводной сети провайдера.

Главное, что в окне Network Connections видны два сетевых интерфейса. В данном случае (см.скришнот) левый интерфейс (Local Area Connection 5) отвечает за доступ в локальную сеть, а правый (Internet) - за доступ в глобальную сеть Интернет. Разумеется, названия интерфейсов будут отличаться в каждом конкретном случае.

До реализации следующих шагов внешний интерфейс (смотрящий в Интернет) должен быть настроен. Т.е. с компьютера-будущего-роутера доступ в Интернет уже должен работать. Эту настройку я опускаю, так как физически невозможно предусмотреть все возможные варианты. В общем случае интерфейс должен автоматически получить нужные настройки от провайдера (посредством DHCP сервера). Можно проверить, получила ли сетевая карта какие-то адреса, аналогично способу, описанному выше в этой статье. Встречаются варианты, когда представитель провайдера выдает Вам список параметров для ручного конфигурирования адаптера (как правило, это IP адрес, список DNS-серверов и адрес шлюза).

Для активации доступа к Интернет для всей локальной сети кликаем правой кнопкой на внешнем (смотрящим в сторону Интернет) интерфейсе.

Выбираем закладку Advanced. И тут ставим галку напротив пункта Allow other Network Users to Connect through this Computer"s Internet Connection. Если нужно, что бы этим Интернет доступом можно было управлять с других компьютеров локальной сети, включаем Allow other Network Users to Control…

Если на машине не используется какой либо дополнительный файрвол (брандмауэр), помимо встроенного в Windows (т.е. программа, которая была дополнительно установлена на машину), то обязательно включаем файрвол (защита нашего роутера от внешнего мира) - Protect my Computer and Network. Если дополнительный файрвол установлен, то встроенную защиту можно не активировать, а лишь настроить внешний брандмауэр. Главное - что бы файрвол на интерфейсе, смотрящим в сторону Интернет обязательно был включен, встроенный или внешний.

После подтверждения (нажатия кнопки OK) в компьютере активируется режим роутера, реализуемого посредством механизма NAT. А над сетевым интерфейсом, где этот механизм активирован, появляется символ ладони (замочек сверху означает включение защиты файрволом этого интерфейса).

Прямым следствием этого режима является изменение адреса на локальном (смотрящем в локальную сеть) интерфейсе маршрутизатора на 192.168.0.1 с маской подсети 255.255.255.0. Кроме этого на компьютере, выступающем в роли маршрутизатора, активируется сервис DHCP (маршрутизатор начинает раздавать нужные параметры IP-адресации на все компьютеры локальной сети), и DNS (преобразования IP адресов в доменные имена и обратно). Маршрутизатор становится шлюзом по умолчанию для всех остальных компьютеров сети.

А вот как это выглядит с точки зрения остальных компьютеров локальной сети. Все они получают нужные настройки IP-адресации от маршрутизатора по DHCP. Для этого, разумеется, в настройках их сетевых карт должны стоять автоматическое получение IP адреса и DNS. Если это не было сделано, то ничего работать не будет. Настройка автоматического получения IP адреса и DNS была описана выше. Возможно, что компьютер получит нужные адреса от маршрутизатора не сразу, чтобы не ждать, можно нажать кнопку Repair, которая принудительно запросит DHCP сервис выдать нужную информацию.

При правильной настройке сетевой карты, компьютеры получат адреса из диапазона 192.168.0.2---254 с маской 255.255.255.0. В качестве шлюза по умолчанию (default gw) и DNS сервера будет установлен адрес 192.168.0.1 (адрес маршрутизатора).

Начиная с этого момента, компьютеры локальной сети должны получить доступ в Интернет. Проверить это можно, открыв какой-либо сайт в Internet Explorer или пропинговав какой-либо хост в интернете, например, www.ru. Для этого надо нажать Пуск –> Выполнить и в появившемся окошке набрать
ping www.ru -t
Разумеется, вместо www.ru можно выбрать любой другой работающий и отвечающий на пинги хост в Интернет. Ключ «-t» дает возможность бесконечного пинга (без него будет послано всего четыре пакета, после чего команда завершит работу, и окно с ней закроется).

В случае нормальной работы канала в Интернет, вывод на экран от команды ping должен быть примерно такой, как на скриншоте, т.е. ответы (reply) должны идти. Если хост не отвечает (т.е. канал в Интернет не работает или что-то неверно настроено на маршрутизаторе) то вместо ответов (reply-ев) будут появляться timeout-ы. Кстати говоря, не у всех провайдеров разрешен ICMP протокол, по которому работает команда ping. Другими словами, вполне возможна ситуация, что «пинг не проходит», но доступ в Интернет есть (сайты открываются нормально).

Напоследок немного подробнее остановлюсь на механизме NAT. NAT - Network Address Translation, т.е. технология трансляции (преобразования) сетевых адресов. При помощи этого механизма несколько машин из одной сети могут выходить в другую сеть (в нашем случае - несколько машин из локальной сети могут выходить в глобальную сеть Интернет) используя только один IP адрес (вся сеть маскируется под одним IP адресом). В нашем случае это будет IP адрес внешнего интерфейса (второй сетевой карты) маршрутизатора. IP адреса пакетов из локальной сети, проходя через NAT (в сторону Интернет), перезаписываются адресом внешнего сетевого интерфейса, а возвращаясь обратно, на пакетах восстанавливается правильный (локальный) IP адрес машины, которая и посылала исходный пакет данных. Другими словами, машины из локальной сети работают под своими адресами, ничего не замечая. Но с точки зрения внешнего наблюдателя, находящегося в Интернет, в сети работает лишь одна машина (наш маршрутизатор с активированным механизмом NAT), а еще две, три, сто машин из локальной сети, находящейся за маршрутизатором для наблюдателя не видны совсем.

С одной стороны, механизм NAT очень удобен. Ведь, получив лишь один IP адрес (одно подключение) от провайдера, можно вывести в глобальную сеть хоть сотню машин, буквально сделав несколько кликов мышкой. Плюс локальная сеть автоматически защищается от злоумышленников - она просто не видна для внешнего мира, за исключением самого компьютера-маршрутизатора (многочисленные уязвимости семейства ОС от Microsoft опять выпадают за рамки этой статьи, отмечу лишь, что активировать защиту, т.е. включать файрвол на внешнем интерфейсе маршрутизатора, о чем было сказано выше, нужно обязательно). Но есть и обратная сторона медали. Не все протоколы (и, соответственно, не все приложения) смогут работать через NAT. Например, ICQ откажется пересылать файлы. Netmeeting, скорее всего, не заработает, могут возникнуть проблемы с доступом на некоторые ftp-сервера (работающие в активном режиме) и т.д. Но для подавляющего большинства программ механизм NAT останется полностью прозрачным. Они его просто не заметят, продолжив работать, как ни в чем не бывало.

Но. Что делать, если внутри локальной сети стоит WEB или какой-либо другой сервер, который должен быть виден снаружи? Любой пользователь, обратившись по адресу http://my.cool.network.ru (где my.cool.network.ru - адрес маршрутизатора), попадет на 80й порт (по умолчанию WEB сервера отвечают именно на этому порту) маршрутизатора, который ничего не знает о WEB-сервере (ибо он стоит не на нем, а где-то внутри локальной сети ЗА ним). Поэтому маршрутизатор просто ответит отлупом (на сетевом уровне), показав тем самым, что он действительно ничего не слышал о WEB (или каком-либо ином) сервере.

Что делать? В этом случае надо настроить редирект (перенаправление) некоторых портов с внешнего интерфейса маршрутизатора внутрь локальной сети. Например, настроим перенаправление порта 80 внутрь, на веб сервер (который у нас стоит на компьютере 169.254.10.10):

В том же меню, где активировали NAT, жмем кнопку Settings и выбираем в появившемся окне Web Server (HTTP).

Так как мы выбрали стандартный протокол HTTP, который уже был занесен в список до нас, то выбирать внешний порт (External Port), на который будет принимать соединения маршрутизатор и внутренний порт (Internel Port) на который будет перенаправляться соединение в локальную сеть, не нужно, - там уже выставлены стандартное значение 80. Тип протокола (TCP или UDP) уже так же определен. Осталось лишь задать IP адрес машины в локальной сети, куда будет перенаправлено входящее из Интернет соединение на веб-сервер. Хотя, как меня правильно поправили в форуме, лучше задавать не IP адрес, а имя этой машины. Так как IP-адрес (который выдается автоматически, DHCP сервером), вполне может сменится, а имя машины - нет (его можно поменять лишь вручную).

Теперь с точки зрения внешнего наблюдателя (находящегося в Интернет), на маршрутизаторе (локальная сеть за ним по прежнему не видна) на 80м порту появился веб-сервер. Он (наблюдатель) будет с ним работать как обычно, не предполагая, что на самом то деле веб-сервер находится совсем на другой машине. Удобно? Полагаю, да.

Если потребуется дать доступ извне к какому-нибудь нестандартному сервису (или стандартному, но не занесенному заранее в список), то вместо выбора сервисов из списка в вышеприведенном скриншоте, надо будет нажать кнопку Add и ввести все требуемые значения вручную.

Вместо заключения

В первой части цикла статей была рассмотрена возможность организации доступа локальной сети в Интернет с помощью встроенных возможностей Windows XP от компании Microsoft. Не следует забывать, что полученный в результате настройки компьютер-маршрутизатор должен работать постоянно, ведь если он будет выключен, остальные хосты из локальной сети доступ в Интернет потеряют. Но постоянно работающий компьютер - не всегда удобно (шумит, греется, да и электричество кушает).

Варианты организации доступа локальных сетей в глобальную, не ограничиваются вышеописанным. В следующих статьях будут рассмотрены другие способы, например посредством аппаратных маршрутизаторов. Последние уже фигурировали в обзорах на нашем сайте, но в тех статьях упор делался на тестирование возможностей, без особых объяснений, что эти возможности дают пользователю. Постараемся исправить это досадное упущение.

Навигация

• Часть первая - построение простейшей проводной сети
• Часть третья - использование WEP/WPA шифрования в беспроводных сетях

Рассмотрим типичный небольшой офис. Предположим, что в нем работают несколько менеджеров (пусть их будет три), секретарь, бухгалтер и директор. На каждом рабочем месте установлен компьютер, также в офисе есть один выделенный канал в интернет с постоянным реальным ip адресом (например 195.34.10.134) и доменное имя myoffice.ru.

Теперь определимся, что мы хотим сделать.

• объединить все компьютеры в локальную сеть (LAN);
• организовать печать со всех рабочих мест на сетевой принтер;
• подключить и настроить Интернет - канал;
• организовать доступ в Интернет со всех компьютеров локальной сети.;
• защитить локальную сеть от внешних вторжений;
• установить и настроить сетевые сервисы: WEB-сервер, почтовый сервер, файловый, FTP, прокси и т.д.;
• организовать удаленный модемный доступ к офисной сети из дома с возможностью использования офисного интернет-канала

Теперь приступим к проектированию структуры сети.

Поставленую задачу построения простой локальной сети мы будем решать на базе стека (набора) протоколов TCP/IP.

Сначала выберем диапазон IP адресов для нашей локальной сети. Остановимся на зарезервированных для использования в частных сетях адресах: 192.168.0.0-192.168.255.255. Для нашей локальной сети используем адресацию 192.168.20.0/24, где "/24" - сокращенная форма записи маски подсети 255.255.255.0. В каждой такой сети (класса "С") может использоваться до 254 уникальных хостов, чего нам вполне достаточно. Постоянный ip адрес (195.34.10.134) в сети интернет нам по условию задачи предоставлен провайдером.

В простом случае наша сеть может иметь следующую топологию:

Как видно из рисунка 1, большая часть сетевых сервисов размещена на одном компьютере, который через один сетевой интерфейс подключен к сети интернет, через другой - к локальной сети офиса, а через модемное соединение - к домашнему компьютеру. Каждому сетевому интерфейсу этого компьютера соответствует свой ip адрес: 195.34.10.134 - в сети интернет, 192.168.20.1 - в локальной сети, 192.168.40.1 - при удаленном соединении. Таким образом этот компьютер выполняет роль и маршрутизатора и файерволла и серверов: web, почтового, базы данных и пр. (Маршрутизатор - в нашем случае играет роль шлюза в Интернет. Вы можете спросить: нафиг он нужен, чем занимается? Отвечу как чайник: маршрутзатор занимается маршрутизацией... пакетов между подсетями, но в нашем случае он будет просто "раздавать" Интернет всем компьютерам в нашей локальной сети). Но такая структура имеет недостатки: во-первых, опасно "класть все яйца в одну корзину" (такая сеть весьма уязвима для атак и не очень надежна - проигравший теряет все), во-вторых, в ней не оптимально распределяется нагрузка, а в-третьих, ее неудобно администрировать - любой сбой или неисправность основного сервера практически полностью парализует работу всей локальной сети. Несмотря на недостаки этого варианта, мы в дальнейшем в основном будем использовать именно его, т.к. мы здесь рассматриваем самые простые и дешевые решения для маленьких контор и дома. Следующие две схемы приведены лишь для ознакомления, и в них можно не вникать.

Теперь немного изменим топологию сети, чтобы устранить часть недостатков (см. рис.2).

Здесь маршрутизатор выполняет только роль шлюза в интернет и файерволла, а сетевые сервисы размещены внутри локальной сети, в идеале - каждый на отдельном компьютере. Теперь выход из строя одного сервера не парализует другие. Но в этой сетевой топологии тоже имеется недостаток: рабочие станции и серверы находятся в одном и том же сегменте сети, что потенциально снижает ее надежность и производительность.

Поэтому, может быть, будет лучше интернет-серверы выделить в отдельный сегмент (см. рис.3).

В этом случае локальная сеть находится в одном сегменте сети, а интернет-серверы - в другом.

Могут быть и другие топологии локальной сети, все зависит от конкретных целей и условий, но для упрощения задачи мы остановимся на первой сетевой топологии (Рис.1), несмотря на ее недостатки, т.к. для экспериментов - это не принципиально.

Теперь пришло время подумать на каком оборудовании и программном обеспечении (ПО) следует реализовать нашу простую локальную сеть. Конкретные реализации будут описаны в следующих статьях, здесь же затронем общие вопросы.

Прошло то время, когда руководство компаний могло не задумываться о легальности устанавливаемых программ. Сейчас нарушения в области авторских прав относятся к тяжким преступлениям, поэтому от греха подальше (с целью минимизации рисков) будем рассматривать только лицензионное программное обеспечение. Оптимизация затрат при переходе на лицензионные программы для маленьких организаций будут рассмотренны в отдельной статье 146УК (шутка:)))).

В качестве шлюза в Интернет можно использовать:

• компьютер с Windows (дорогое решение);
• компьютер с FreeBSD/Linux;
• аппаратный роутер (самое простое и дешевое решение - от 50$).

От некоторых крутых гуру, работающих в крупных организациях, скорее всего услышите рекомендацию на сервер поставить MS Windows 2003 Server, на него поставить ISA (для организации Интернет доступа), почтовый сервер MS Exchange, на клиентские компьютеры поставить Windows XP Pro и завести их в домен, а 1С использовать в терминальном режиме.

В принципе это функционально оптимальный вариант... для крупных организаций, но мы то не монстры, мы - маленькая конторка на 3-10 ПК. Посчитайте по прайс-листу партнеров Microsoft во сколько тысяч (десятков тысяч) долларов вам обойдется такое решение. Поэтому в следующих статьях будут рассматриваться в основном дешевые варианты, где на сервере (шлюзе) будут использоваться бесплатные FreeBSD или Linux, а на клиентских машинах Windows XP HomeEdition (или Professional)... а то и Linux Ubuntu.

Долго думали с чего начать: маршрутизация, VLAN"ы, настройка оборудования.
В итоге решили начать с вещи фундаментальной и, можно сказать, самой важной: планирование. Поскольку цикл рассчитан на совсем новичков, то и пройдём весь путь от начала до конца.

Предполагается, что вы, как минимум читали о эталонной модели OSI (то же на англ.), о стеке протоколов TCP/IP (англ.), знаете о типах существующих VLAN’ов (эту статью я настоятельно рекомендую к прочтению), о наиболее популярном сейчас port-based VLAN и о IP адресах (). Мы понимаем, что для новичков «OSI» и «TCP/IP» - это страшные слова. Но не переживайте, не для того, чтобы запугать вас, мы их используем. Это то, с чем вам придётся встречаться каждый день, поэтому в течение этого цикла мы постараемся раскрыть их смысл и отношение к реальности.

Начнём с постановки задачи. Есть некая фирма, занимающаяся, допустим, производством лифтов, идущих только вверх, и потому называется ООО «Лифт ми ап». Расположены они в старом здании на Арбате, и сгнившие провода, воткнутые в пожжёные и прожжёные коммутаторы времён 10Base-T не ожидают подключения новых серверов по гигабитным карточкам. Итак у них катастрофическая потребность в сетевой инфраструктуре и денег куры не клюют, что даёт вам возможность безграничного выбора. Это чудесный сон любого инженера. А вы вчера выдержали собеседование и в сложной борьбе по праву получили должность сетевого администратора. И теперь вы в ней первый и единственный в своём роде. Поздравляем! Что дальше?

Следует несколько конкретизировать ситуацию.

1. В данный момент у компании есть два офиса: 200 квадратов на Арбате под рабочие места и серверную. Там представлены несколько провайдеров. Другой на Рублёвке.
2. Есть четыре группы пользователей: бухгалтерия (Б), финансово-экономический отдел (ФЭО), производственно-технический отдел (ПТО), другие пользователи (Д). А так же есть сервера (С), которые вынесены в отдельную группу. Все группы разграничены и не имеют прямого доступа друг к другу.
3. Пользователи групп С, Б и ФЭО будут только в офисе на Арбате, ПТО и Д будут в обоих офисах.

Прикинув количество пользователей, необходимые интерфейсы, каналы связи, вы готовите схему сети и IP-план.
При проектировании сети следует стараться придерживаться иерархической модели сети , которая имеет много достоинств по сравнению с “плоской сетью”:

• упрощается понимание организации сети
• модель подразумевает модульность, что означает простоту наращивания мощностей именно там, где необходимо
• легче найти и изолировать проблему
• повышенная отказоустойчивость засчет дублирования устройств и/или соединений
• распределение функций по обеспечению работоспособности сети по различным устройствам.

Согласно этой модели, сеть разбивается на три логических уровня: ядро сети (Core layer: высокопроизводительные устройства, главное назначение - быстрый транспорт), уровень распространения (Distribution layer: обеспечивает применение политик безопасности, QoS, агрегацию и маршрутизацию в VLAN, определяет широковещательные домены), и уровень доступа (Access-layer: как правило, L2 свичи, назначение: подключение конечных устройств, маркирование трафика для QoS, защита от колец в сети (STP) и широковещательных штормов, обеспечение питания для PoE устройств).

В таких масштабах, как наш, роль каждого устройства размывается, однако логически разделить сеть можно.
Составим приблизительную схему:

На представленной схеме ядром (Core) будет маршрутизатор 2811, коммутатор 2960 отнесём к уровню распространения (Distribution), поскольку на нём агрегируются все VLAN в общий транк. Коммутаторы 2950 будут устройствами доступа (Access). К ним будут подключаться конечные пользователи, офисная техника, сервера.

Именовать устройства будем следующим образом: сокращённое название города (msk ) - географическое расположение (улица, здание) (arbat ) - роль устройства в сети + порядковый номер.
Соответственно их ролям и месту расположения выбираем hostname :
Маршрутизатор 2811: msk-arbat-gw1 (gw=GateWay=шлюз)
Коммутатор 2960: msk-arbat-dsw1 (dsw=Distribution switch)
Коммутаторы 2950: msk-arbat-aswN, msk-rubl-asw1 (asw=Access switch)

Документация сети

Вся сеть должна быть строго документирована: от принципиальной схемы, до имени интерфейса.
Прежде, чем приступить к настройке, я бы хотел привести список необходимых документов и действий:
Схемы сети L1, L2, L3 в соответствии с уровнями модели OSI (Физический, канальный, сетевой)
План IP-адресации = IP-план.
Список VLAN
Подписи (description ) интерфейсов
Список устройств (для каждого следует указать: модель железки, установленная версия IOS, объем RAM\NVRAM, список интерфейсов)
Метки на кабелях (откуда и куда идёт), в том числе на кабелях питания и заземления и устройствах
Единый регламент, определяющий все вышеприведённые параметры и другие.

Жирным выделено то, за чем мы будем следить в рамках программы-симулятора. Разумеется, все изменения сети нужно вносить в документацию и конфигурацию, чтобы они были в актуальном состоянии.

Говоря о метках/наклейках на кабели, мы имеем ввиду это:

На этой фотографии отлично видно, что промаркирован каждый кабель, значение каждого автомата на щитке в стойке, а также каждое устройство.

Подготовим нужные нам документы:

Список VLAN

Каждая группа будет выделена в отдельный влан. Таким образом мы ограничим широковещательные домены. Также введём специальный VLAN для управления устройствами.
Номера VLAN c 4 по 100 зарезервированы для будущих нужд.

IP-план

IP-адрес	Примечание	VLAN
172.16.0.0/16
172.16.0.0/24	Серверная ферма	3
172.16.0.1	Шлюз
172.16.0.2	Web
172.16.0.3	File
172.16.0.4	Mail
172.16.0.5 - 172.16.0.254	Зарезервировано
172.16.1.0/24	Управление	2
172.16.1.1	Шлюз
172.16.1.2	msk-arbat-dswl
172.16.1.3	msk-arbat-aswl
172.16.1.4	msk-arbat-asw2
172.16.1.5	msk-arbat-asw3
172.16.1.6	msk-rubl-aswl
172.16.1.6 - 172.16.1.254	Зарезервировано
172.16.2.0/24	Сеть Point-to-Point
172.16.2.1	Шлюз
172.16.2.2 - 172.16.2.254	Зарезервировано
172.16.3.0/24	ПТО	101
172.16.3.1	Шлюз
172.16.3.2 - 172.16.3.254	Пул для пользователей
172.16.4.0/24	ФЭО	102
172.16.4.1	Шлюз
172.16.4.2 - 172.16.4.254	Пул для пользователей
172.16.5.0/24	Бухгалтерия	103
172.16.5.1	Шлюз
172.16.5.2 - 172.16.5.254	Пул для пользователей
172.16.6.0/24	Другие пользователи	104
172.16.6.1	Шлюз
172.16.6.2 - 172.16.6.254	Пул для пользователей

Выделение подсетей в общем-то произвольное, соответствующее только числу узлов в этой локальной сети с учётом возможного роста. В данном примере все подсети имеют стандартную маску /24 (/24=255.255.255.0) - зачастую такие и используются в локальных сетях, но далеко не всегда. Советуем почитать о классах сетей . В дальнейшем мы обратимся и к бесклассовой адресации (cisco). Мы понимаем, что ссылки на технические статьи в википедии - это моветон, однако они дают хорошее определение, а мы попробуем в свою очередь перенести это на картину реального мира.
Под сетью Point-to-Point подразумеваем подключение одного маршрутизатора к другому в режиме точка-точка. Обычно берутся адреса с маской 30 (возвращаясь к теме бесклассовых сетей), то есть содержащие два адреса узла. Позже станет понятно, о чём идёт речь.

План подключения оборудования по портам

Разумеется, сейчас есть коммутаторы с кучей портов 1Gb Ethernet, есть коммутаторы с 10G, на продвинутых операторских железках, стоящих немалые тысячи долларов есть 40Gb, в разработке находится 100Gb (а по слухам уже даже есть такие платы, вышедшие в промышленное производство). Соответственно, вы можете выбирать в реальном мире коммутаторы и маршрутизаторы согласно вашим потребностям, не забывая про бюджет. В частности гигабитный свич сейчас можно купить незадорого (20-30 тысяч) и это с запасом на будущее (если вы не провайдер, конечно). Маршрутизатор с гигабитными портами стоит уже ощутимо дороже, чем со 100Mbps портами, однако оно того стоит, потому что FE-модели (100Mbps FastEthernet), устарели и их пропускная способность очень невысока.
Но в программах эмуляторах/симуляторах, которые мы будем использовать, к сожалению, есть только простенькие модели оборудования, поэтому при моделировании сети будем отталкиваться от того, что имеем: маршрутизатор cisco2811, коммутаторы cisco2960 и 2950.

Имя устройства	Порт	Название	VLAN
			Access	Trunk
msk-arbat-gw1	FE0/1	UpLink
	FE0/0	msk-arbat-dsw1		2,3,101,102,103,104
msk-arbat-dsw1	FE0/24	msk-arbat-gw1		2,3,101,102,103,104
	GE1/1	msk-arbat-asw1		2,3
	GE1/2	msk-arbat-asw3		2,101,102,103,104
	FE0/1	msk-rubl-asw1		2,101,104
msk-arbat-asw1	GE1/1	msk-arbat-dsw1		2,3
	GE1/2	msk-arbat-asw2		2,3
	FE0/1	Web-server	3
	FE0/2	File-server	3
msk-arbat-asw2	GE1/1	msk-arbat-asw1		2,3
	FE0/1	Mail-Server	3
msk-arbat-asw3	GE1/1	msk-arbat-dsw1		2,101,102,103,104
	FE0/1-FE0/5	PTO	101
	FE0/6-FE0/10	FEO	102
	FE0/11-FE0/15	Accounting	103
	FE0/16-FE0/24	Other	104
msk-rubl-asw1	FE0/24	msk-arbat-dsw1		2,101,104
	FE0/1-FE0/15	PTO	101
	FE0/20	administrator	104

Почему именно так распределены VLAN"ы, мы объясним в следующих частях.

Схемы сети

На основании этих данных можно составить все три схемы сети на этом этапе. Для этого можно воспользоваться Microsoft Visio, каким-либо бесплатным приложением, но с привязкой к своему формату, или редакторами графики (можно и от руки, но это будет сложно держать в актуальном состоянии:)).

Не пропаганды опен сорса 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.

То есть на схеме L1 мы отражаем физические устройства сети с номерами портов: что куда подключено.

L2

На схеме L2 мы указываем наши VLAN’ы

L3

В нашем примере схема третьего уровня получилась довольно бесполезная и не очень наглядная, из-за наличия только одного маршрутизирующего устройства. Но со временем она обрастёт подробностями.

Dia-файлы со схемами сети.

Зачем нужны локальные сети, и какими они бывают? Как подключить к одному интернет-каналу сразу несколько компьютерных устройств? Какое оборудование требуется для построения домашней сети? На все эти и другие не менее важные вопросы вы получите ответы в этом материале.

Вступление

Перед тем как вы научитесь самостоятельно конструировать и настраивать домашние локальные сети, давайте сразу ответим на самый главный вопрос: «А зачем они нужны?».

Само по себе понятие локальной сети означает объединение нескольких компьютеров или компьютерных устройств в единую систему для обмена информацией между ними, а так же совместного использования их вычислительных ресурсов и периферийного оборудования. Таким образом, локальные сети позволяют:

Обмениваться данными (фильмами, музыкой, программами, играми и прочим) между членами сети. При этом для просмотра фильмов или прослушивания музыки совершенно не обязательно записывать их к себе на жесткий диск. Скорости современных сетей позволяют это делать прямо с удаленного компьютера или мультимедийного устройства.

Подключать одновременно сразу несколько устройств к глобальной сети Интернет через один канал доступа. Наверное, это одна из самых востребованных функций локальных сетей, ведь в наши дни список оборудования, в котором может использоваться соединение с всемирной паутиной, очень велик. Помимо всевозможной компьютерной техники и мобильных устройств, теперь полноправными участниками сети стали телевизоры, DVD/Blu-Ray проигрыватели, мультимедиа плееры и даже всевозможная бытовая техника, начиная от холодильников и заканчивая кофеварками.

Совместно использовать компьютерное периферийное оборудование , такое как принтеры, МФУ, сканеры и сетевые хранилища данных (NAS).

Совместно использовать вычислительные мощности компьютеров участников сети. При работе с программами, требующих сложных вычислений, например как 3D-визуализация, для увеличения производительности и ускорения обработки данных, можно задействовать свободные ресурсы других компьютеров состоящих в сети. Таким образом, имея несколько слабых машин объединённых в локальную сеть, можно использовать их суммарную производительность для выполнения ресурсоемких задач.

Как видите, создание локальной сети даже в рамках одной квартиры, может принести немало пользы. Тем боле, что наличие дома сразу нескольких устройств, требующих подключения к интернету, уже давно не редкость и объединение их в общую сеть, является актуальной задачей для большинства пользователей.

Основные принципы построения локальной сети

Чаще всего в локальных сетях используются два основных типа передачи данных между компьютерами - по проводам, такие сети называются кабельными и используют технологию Ethernet, а так же с помощью радиосигнала по беспроводным сетям, построенных на базе стандарта IEEE 802.11, который более известен пользователям под названием Wi-Fi.

На сегодняшний день проводные сети до сих пор обеспечивают самую высокую пропускную способность, позволяя пользователям обмениваться информацией со скоростью до 100 Мбит/c (12 Мб/c) или до 1 Гбит/с (128 Мб/с) в зависимости от используемого оборудования (Fast Ethernet или Gigabit Ethernet). И хотя современные беспроводные технологии чисто теоретически тоже могут обеспечить передачу данных до 1.3 Гбит/c (стандарт Wi-Fi 802.11ac), на практике эта цифра выглядит гораздо скромнее и в большинстве случаев не превышает величину 150 - 300 Мбит/с. Виной тому служит дороговизна высокоскоростного Wi-Fi оборудования и низкий уровень его использования в нынешних мобильных устройствах.

Как правило, все современные домашние сети устроены по одному принципу: компьютеры пользователей (рабочие станции), оборудованные сетевыми адаптерами, соединяются между собой через специальные коммутационные устройства, в качестве которых могут выступать: маршрутизаторы (роутеры), коммутаторы (хабы или свитчи), точки доступа или модемы. Более подробно об их отличиях и назначениях мы поговорим ниже, а сейчас просто знайте, что без этих электронных коробочек, объединить сразу несколько компьютеров в одну систему не получится. Максимум чего можно добиться, это создать мини-сеть из двух ПК, соединив их, друг с другом.

В самом начале необходимо определить основные требования к вашей будущей сети и ее масштаб. Ведь от количества устройств, их физического размещения и возможных способов подключения, напрямую будет зависеть выбор необходимого оборудования. Чаще всего домашняя локальная сеть является комбинированной и в ее состав может входить сразу несколько типов коммутационных устройств. Например, стационарные компьютеры могут быть подключены к сети с помощью проводов, а различные мобильные устройства (ноутбуки, планшеты, смартфоны) - через Wi-Fi.

Для примера рассмотрим схему одного из возможных вариантов домашней локальной сети. В нем будут участвовать электронные устройства, предназначенные для различных целей и задач, а так же использующих разный тип подключения.

Как видно из рисунка, в единую сеть могут объединяться сразу несколько настольных компьютеров, ноутбуков, смартфонов, телевизионных приставок (IPTV), планшетов и медиаплееров и прочих устройств. Теперь давайте разбираться, какое же оборудование вам понадобится, для построения собственной сети.

Сетевая карта

Сетевая плата является устройством, позволяющим компьютерам связываться друг с другом и обмениваться данными в сети. Все сетевые адаптеры по типу можно разделить на две большие группы - проводные и беспроводные. Проводные сетевые платы позволяют подключать электронные устройства к сети с использованием технологии Ethernet при помощи кабеля, а в беспроводных сетевых адаптерах используется радио технология Wi-Fi.

Как правило, все современные настольные компьютеры уже оснащены встроенными в материнскую плату сетевыми картами Ethernet, а все мобильные устройства (смартфоны, планшеты) - сетевыми адаптерами Wi-Fi. При этом ноутбуки и ультрабуки в большинстве своем оснащаются обоими сетевыми интерфейсами сразу.

Несмотря на то, что в подавляющем большинстве случаев, компьютерные устройства имеют встроенные сетевые интерфейсы, иногда возникает необходимость в приобретении дополнительных плат, например, для оснащения системного блока беспроводным модулем связи Wi-Fi.

По своей конструктивной реализации отдельные сетевые карты делятся на две группы - внутренние и внешние. Внутренние карты предназначены для установки в настольные компьютеры с помощью интерфейсов и соответствующих им разъемов PCI и PCIe. Внешние платы подключаются через разъемы USB или устаревающие PCMCIA (только ноутбуки).

Маршрутизатор (Роутер)

Основным и самым главным компонентом домашней локальной сети является роутер или маршрутизатор - специальная коробочка, которая позволяет объединять несколько электронных устройств в единую сеть и подключать их к Интернету через один единственный канал, предоставляемый вам провайдером.

Роутер - это многофункциональное устройство или даже миникомпьютер со своей встроенной операционной системой, имеющий не менее двух сетевых интерфейсов. Первый из них - LAN (Local Area Network) или ЛВС (Локальная Вычислительная Сеть) служит для создания внутренней (домашней) сети, которая состоит из ваших компьютерных устройств. Второй - WAN (Wide Area Network) или ГВС (Глобальная Вычислительная Сеть) служит для подключения локальной сети (LAN) к другим сетям и всемирной глобальной паутине - Интернету.

Основным назначением устройств подобного типа является определение путей следования (составление маршрутов) пакетов с данными, которые пользователь посылает в другие, более крупные сети или запрашивает из них. Именно с помощью маршрутизаторов, огромные сети разбиваются на множество логических сегментов (подсети), одним из которых является домашняя локальная сеть. Таким образом, в домашних условиях основной функцией роутера можно назвать организацию перехода информации из локальной сети в глобальную, и обратно.

Еще одна важная задача маршрутизатора - ограничить доступ к вашей домашней сети из всемирной паутины. Наверняка вы вряд будете довольны, если любой желающий сможет подключаться к вашим компьютерам и брать или удалять из них все что ему заблагорассудится. Что бы этого не происходило, поток данных, предназначенный для устройств, относящихся к определенной подсети, не должен выходить за ее пределы. Поэтому, маршрутизатор из общего внутреннего трафика, создаваемого участниками локальной сети, выделяет и направляет в глобальную сеть только ту информацию, которая предназначена для других внешних подсетей. Таким образом, обеспечивается безопасность внутренних данных и сберегается общая пропускная способность сети.

Главный механизм, который позволяет роутеру ограничить или предотвратить обращение из общей сети (снаружи) к устройствам в вашей локальной сети получил название NAT (Network Address Translation). Он же обеспечивает всем пользователям домашней сети доступ к Интернету, благодаря преобразованию несколько внутренних адресов устройств в один публичный внешний адрес, который предоставляет вам поставщик услуг интернета. Все это дает возможность компьютерам домашней сети спокойно обмениваться информацией между собой и получать ее из других сетей. В то же время, данные хранящиеся в них остаются недоступными для внешних пользователей, хотя в любой момент доступ к ним может быть предоставлен по вашему желанию.

В общем, маршрутизаторы можно разделить на две большие группы - проводные и беспроводные. Уже по названиям видно, что к первым все устройства подключаются только с помощью кабелей, а ко вторым, как с помощью проводов, так и без них с использованием технологии Wi-Fi. Поэтому, в домашних условиях, чаще всего используются именно беспроводные маршрутизаторы, позволяющие обеспечивать интернетом и объединять в сеть компьютерное оборудование, использующее различные технологии связи.

Для подключения компьютерных устройств с помощью кабелей, роутер имеет специальные гнезда, называемые портами. В большинстве случаев на маршрутизаторе имеется четыре порта LAN для подсоединения ваших устройств и один WAN-порт для подключения кабеля провайдера.

Чтобы не перегружать статью избыточной информацией, детально рассматривать основные технические характеристики роутеров в этой главе мы не будем, о них я расскажу в отдельном материале, посещённому выбору маршрутизатора.

Во многих случаях, роутер может оказаться единственным компонентом, необходимым для построения собственной локальной сети, так как в остальных попросту не будет нужды. Как мы уже говорили, даже самый простой маршрутизатор позволяет при помощи проводов подключить до четырех компьютерных устройств. Ну а количество оборудования, получающего одновременный доступ к сети с помощью технологии Wi-Fi, может и вовсе исчисляться десятками, а то и сотнями.

Если все же в какой-то момент количества LAN-портов роутера перестанет хватать, то для расширения кабельной сети к маршрутизатору можно подсоединить один или несколько коммутаторов (речь о них пойдет ниже), выполняющих функции разветвителей.

Модем

В современных компьютерных сетях модемом называют устройство обеспечивающее выход в интернет или доступ к другим сетям через обычные проводные телефонные линии (класс xDSL) или с помощью беспроводных мобильных технологий (класс 3G).

Условно модемы можно разделить на две группы. К первой относятся те, которые соединяются с компьютером через интерфейс USB и обеспечивают выходом в сеть только один конкретный ПК, к которому непосредственно происходит подключение модема. Во второй группе для соединения с компьютером используется уже знакомые нам LAN и/или Wi-Fi интерфейсы. Их наличие говорит о том, что модем имеет встроенный маршрутизатор. Такие устройства часто называют комбинированными, и именно их следует использовать для построения локальной сети.

При выборе DSL-оборудования пользователи могут столкнуться с определенными трудностями, вызванными путаницей в его названиях. Дело в том, что зачастую в ассортименте компьютерных магазинов, соседствуют сразу два очень похожих класса устройств: модемы со встроенными роутерами и роутеры со встроенными модемами. В чем же у них разница?

Каких-либо ключевых отличий эти две группы устройств практически не имеют. Сами производители позиционируют маршрутизатор со встроенным модемом как более продвинутый вариант, наделенный большим количеством дополнительных функций и обладающий улучшенной производительностью. Но если вас интересуют только базовые возможности, например, такие как, подключение к интернету всех компьютеров домашней сети, то особой разницы между модемами-маршрутизаторами и маршрутизаторами где, в качестве внешнего сетевого интерфейса используется DSL-модем, нет.

Итак, подытожим, современный модем, с помощью которого можно построить локальную сеть - это, по сути, маршрутизатор, у которого в качестве внешнего сетевого интерфейса выступает xDSL или 3G-модем.

Коммутатор или свитч (switch) служит для соединения между собой различных узлов компьютерной сети и обмена данными между ними по кабелям. В роли этих узлов могут выступать как отдельные устройства, например настольный ПК, так уже и объединенные в самостоятельный сегмент сети целые группы устройств. В отличие от роутера, коммутатор имеет только один сетевой интерфейс - LAN и используется в домашних условиях в качестве вспомогательного устройства преимущественно для масштабирования локальных сетей.

Для подключения компьютеров с помощью проводов, как и маршрутизаторы, коммутаторы так же имеют специальные гнезда-порты. В моделях, ориентированных на домашнее использование, обычно их количество равняется пяти или восьми. Если в какой-то момент для подключения всех устройств количества портов коммутатора перестанет хватать, к нему можно подсоединить еще один свитч. Таким образом, можно расширять домашнюю сеть сколько угодно.

Коммутаторы разделяют на две группы: управляемые и неуправляемые. Первые, что следует из названия, могут управляться из сети с помощью специального программного обеспечения. Имея продвинутые функциональные возможности, они дороги и не используются в домашних условиях. Неуправляемые свитчи распределяют трафик и регулируют скорость обмена данными между всеми клиентами сети в автоматическом режиме. Именно эти устройства являются идеальными решениями для построения малых и средних локальных сетей, где количество участников обмена информацией невелико.

В зависимости от модели, коммутаторы могут обеспечить максимальную скорость передачи данных равную либо 100 Мбит/с (Fast Ethernet), либо 1000 Мбит/c (Gigabit Ethernet). Гигабитные свитчи лучше использовать для построения домашних сетей, в которых планируется часто передавать файлы большого размера между локальными устройствами.

Беспроводная точка доступа

Для обеспечения беспроводного доступа к интернету или ресурсам локальной сети, помимо беспроводного маршрутизатора можно использовать и другое устройство, называемое беспроводной точкой доступа. В отличие от роутера, данная станция не имеет внешнего сетевого интерфейса WAN и оснащается в большинстве случаев только одним портом LAN для подключения к роутеру или коммутатору. Таким образом, точка доступа вам понадобится в том случае, если в вашей локальной сети используется обычный маршрутизатор или модем без поддержки Wi-Fi.

Использование же дополнительных точек доступа в сети с беспроводным маршрутизатором может быть оправдано в тех случаях, когда требуется большая зона покрытия Wi-Fi. Например, мощности сигнала одного лишь беспроводного роутера может не хватить, что бы покрыть полностью всю площадь в крупном офисе или многоэтажном загородном доме.

Так же точки доступа можно использовать для организации беспроводных мостов, позволяющих соединять между собой с помощью радиосигнала отдельные устройства, сегменты сети или целые сети в тех местах, где прокладка кабелей нежелательна или затруднительна.

Сетевой кабель, коннекторы, розетки

Несмотря на бурное развитие беспроводных технологий, до сих пор многие локальные сети строятся с помощью проводов. Такие системы имеют высокую надежность, отличную пропускную способность и сводят к минимуму возможность несанкционированного подключения к вашей сети извне.

Для создания проводной локальной сети в домашних и офисных условиях используется технология Ethernet, где сигнал передается по так называемой «витой паре» (TP- Twisted Pair) - кабелю, состоящему из четырех медных свитых друг с другом (для уменьшения помех) пар проводов.

При построении компьютерных сетей используется преимущественно неэкранированный кабель категории CAT5, а чаще его усовершенствованная версия CAT5e. Кабели подобной категории позволяют передавать сигнал со скоростью 100 Мбит/c при использовании только двух пар (половины) проводов, и 1000 Мбит/с при использовании всех четырех пар.

Для подключения к устройствам (маршрутизаторам, коммутаторам, сетевым картам и так далее) на концах витой пары используются 8-контактные модульные коннекторы, повсеместно называемые RJ-45 (хотя их правильное название - 8P8C).

В зависимости от вашего желания, вы можете, либо купить в любом компьютерном магазине уже готовые (с обжатыми разъемами) сетевые кабели определённой длинны, называемые «патч-кордами», либо по отдельности приобрести витую пару и разъемы, а затем самостоятельно изготовить кабели необходимого размера в нужном количестве. О том, как это делается, вы узнаете из отдельного материала.

Используя кабели для объединения компьютеров в сеть, конечно можно подключать их напрямую от коммутаторов или маршрутизаторов к разъемам на сетевых картах ПК, но существует и другой вариант - использование сетевых розеток. В этом случае, один конец кабеля соединяется с портом коммутатора, а другой с внутренними контактами розетки, во внешний разъем которой впоследствии можно уже подключать компьютерные или сетевые устройства.

Сетевые розетки могут быть как встраиваемыми в стену, так и монтируемыми снаружи. Применение розеток вместо торчащих концов кабелей придаст более эстетичный вид вашему рабочему месту. Так же розетки удобно использовать в качестве опорных точек различных сегментов сети. Например, можно установить коммутатор или маршрутизатор в коридоре квартиры, а затем от него капитально развести кабели к розеткам, размещенным во всех необходимых помещениях. Таким образом, вы получите несколько точек, расположенных в разных частях квартиры, к которым можно будет в любой момент подключать не только компьютеры, но и любые сетевые устройства, например, дополнительные коммутаторы для расширения вашей домашней или офисной сети.

Еще одной мелочью, которая вам может понадобиться при построении кабельной сети является удлинитель, который можно использовать для соединения двух витых пар с уже обжатыми разъемами RJ-45.

Помимо прямого назначения, удлинители удобно применять в тех случаях, когда конец кабеля заканчивается не одним разъемом, а двумя. Такой вариант возможен при построении сетей с пропускной способностью 100 Мбит/c, где для передачи сигнала достаточно использования только двух пар проводов.

Так же для подключения к одному кабелю сразу двух компьютеров без использования коммутатора можно использовать сетевой разветвитель. Но опять же стоит помнить, что в этом случае максимальная скорость обмена данными будет ограничена 100 Мбит/c.

Более подробно об обжимке витой пары, подключения розеток и характеристиках сетевых кабелей читайте в специальном материале.

Теперь, когда мы познакомились с основными компонентами локальной сети, пришло время поговорить о топологии. Если говорить простым языком, то сетевая топология - это схема, описывающая месторасположения и способы подключения сетевых устройств.

Существует три основных вида топологии сети: Шина, Кольцо и Звезда. При шинной топологии все компьютеры сети подключаются к одному общему кабелю. Для объединения ПК в единую сеть с помощью топологии «Кольцо», осуществляется их последовательное соединение между собой, при этом последний компьютер подключается к первому. При топологии «Звезда» каждое устройство подсоединяется к сети через специальный концентратор с помощью отдельного кабеля.

Наверное, внимательный читатель уже догадался, что для построения домашней или небольшой офисной сети преимущественно используется топология «Звезда», где в качестве устройств-концентраторов используются маршрутизаторы и коммутаторы.

Создание сети с применением топологии «Звезда» не требует глубоких технических знаний и больших финансовых вливаний. Например, с помощью коммутатора, стоимостью 250 рублей можно за несколько минут объединить в сеть 5 компьютеров, а при помощи маршрутизатора за пару тысяч рублей и вовсе построить домашнюю сеть, обеспечив несколько десятков устройств доступом к интернету и локальным ресурсам.

Еще одними несомненными преимуществами данной топологии являются хорошая расширяемость и простота модернизации. Так, ветвление и масштабирование сети достигается путем простого добавления дополнительных концентраторов с необходимыми функциональными возможностями. Так же в любой момент можно изменять физическое месторасположение сетевых устройств или менять их местами, чтобы добиться более практичного использования оборудования и уменьшить количество, а так же длину соединительных проводов.

Несмотря на то, что топология «Звезда» позволяет достаточно быстро изменять сетевую структуру, расположения маршрутизатора, коммутаторов и других необходимых элементов необходимо продумать заранее, сообразуясь с планировкой помещения, количеством объединяемых устройств и способами их подключения к сети. Это позволит минимизировать риски, связанные с покупкой неподходящего или избыточного оборудования и оптимизировать сумму ваших финансовых затрат.

Заключение

В этом материале мы рассмотрели общие принципы построения локальных сетей, основное оборудование, которое при этом используется и его назначение. Теперь вы знаете, что главный элементом практически любой домашней сети является маршрутизатор, который позволяет объединять в сеть множество устройств, использующих как проводные (Ethernet), так и беспроводные (Wi-Fi) технологии, при этом обеспечивая всем им подключение к интернету через один единственный канал.

В качестве вспомогательного оборудования для расширения точек подключения к локальной сети с помощью кабелей, используются коммутаторы, по сути, являющиеся разветвителями. Для организации же беспроводных соединений служат точки доступа, позволяющие с помощью технологии Wi-Fi не только подключать без проводов к сети всевозможные устройства, но и режиме «моста» соединять между собой целые сегменты локальной сети.

Что бы точно понимать, сколько и какого оборудования вам необходимо будет приобрести для создания будущей домашней сети, обязательно сначала составьте ее топологию. Нарисуйте схему расположения всех устройств-участников сети, которым потребуется кабельное подключение. В зависимости от этого выберите оптимальную точку размещения маршрутизатора и при необходимости, дополнительных коммутаторов. Каких-либо единых правил здесь нет, так как физическое расположение роутера и свитчей зависит от многих факторов: количества и типа устройств, а так же задач, которые на них будут возложены; планировки и размера помещения; требований к эстетичности вида коммутационных узлов; возможностей прокладки кабелей и прочих.

Итак, как только у вас появится подробный план вашей будущей сети, можно начинать переходить к подбору и покупке необходимого оборудования, его монтажу и настройке. Но на эти темы мы поговорим уже в наших следующих материалах.

Оптимизация работы фирмы, особенно производственного предприятия, - одно из важнейших условий существования компании. Не только конкуренция требует бесперебойного течения производственного процесса. Современные тенденции минимизации стоимости выпущенной продукции предполагают в первую очередь исключение простоев и согласованность выполнения операций.

Для решения этих проблем используется методика оптимизации деятельности и расчета сроков выполнения работ. Разработанный сетевой график позволяет определить логическую последовательность отдельных операций, возможность совмещения их во времени, а также сроки выполнения всего производственного цикла работ.

Что это?

Одной из методик эффективного планирования деятельности производственного предприятия является построение сетевого графика. Изначально он использовался в строительстве и определял не столько последовательность работ, сколько сроки выхода на строительную площадку бригад рабочих разных специальностей. Он называется «календарный план выполнения работ».

В современных условиях, когда крупные предприятия массово выпускают продукцию, для облегчения и повышения производительности весь процесс разбивается на простые операции. Поэтому сетевой график «перекочевал» из строительства практически во все отрасли.

Итак, что же отображается в этом документе? Во-первых, подробнейшим образом перечисляются все операции, необходимые для выпуска товаров (производства услуг). Во-вторых, определяется логическая взаимозависимость между ними. И, наконец, в-третьих, рассчитываются не только сроки выполнения каждой конкретной работы, но и время, необходимое для полного завершения производственного процесса.

Раскрывая внутренние зависимости операций проекта, сетевой график становится базой для календарного планирования загруженности оборудования и рабочей силы.

Понятие «операция» в сетевом планировании

В сетевом графике можно оценить периоды начала (окончания) выполнения работ, вынужденные простои и, соответственно, максимальные сроки задержки производства тех или иных операций. Кроме того, выявляются критические операции - те, которые не могут выполняться с отклонением от графика.

Разбираясь с терминологией планирования, необходимо четко представлять себе, что такое операция. Чаще всего под этим понимают неделимую часть работ, требующую времени на выполнение. Далее мы понимаем, что с выполнением операции связаны затраты: времени и ресурсов (как трудовых, так и материальных).

В отдельных случаях для выполнения каких-то действий не нужны ресурсы, требуется только время, которое учитывает сетевой график. Пример этого - ожидание застывания бетона (в строительстве), время остывания прокатных деталей (металлургия) или же просто одобрение (подписание) контракта или разрешительной документации.

Чаще всего операциям в планировании дают наименование в повелительном наклонении (разработать спецификацию); иногда для названий используют отглагольные существительные (разработка спецификации).

Виды операций

При составлении сетевого графика различают несколько видов работ:

• слияние - этой операции непосредственно предшествует больше, чем одна работа;
• параллельные операции выполняются независимо друг от друга и по желанию инженера-проектировщика могут выполняться одновременно;
• дробящаяся операция предполагает, что после ее выполнения можно выполнять сразу несколько не связанных между собой работ.

Кроме того, есть еще несколько необходимых для планирования понятий. Путь - это время на выполнение и последовательность взаимозависимых операций. А критическим путем называют самый длинный путь всей системы работ. В том случае, если какая-то операция на этом пути выполняется несвоевременно, срываются сроки реализации всего проекта.

И последнее: событие. Этим термином обычно обозначают начало или окончание какой-то операции. Событие не требует ресурсов.

Как выглядит график

Любой привычный нам график представлен кривой, расположенной на плоскости (реже в пространстве). Но вид сетевого плана существенно отличается.

Сетевой график проекта может выглядеть двояко: одна методика предполагает обозначение операций в узлах блок-схемы (ОУ), вторая использует для этого соединительные стрелки (ОС). Гораздо удобнее использовать первый способ.

Операция обозначается круглым или прямоугольным блоком. Стрелки, их соединяющие, определяют взаимосвязи между действиями. Поскольку названия работ могут быть достаточно длинными и объемными, в блоках проставляют номера операций, а к графику составляется спецификация.

Правила разработки графика

Для правильности планирования необходимо запомнить несколько правил:

1. График разворачивается слева направо.
2. Стрелки обозначают связи между операциями; они могут пересекаться.
3. Каждая простая работа должна иметь собственный порядковый номер; любая последующая операция не может иметь номер меньший, чем у предшествующей.
4. На графике не может быть петель. То есть любое зацикливание производственного процесса недопустимо и свидетельствует об ошибке.
5. Нельзя использовать условия, когда строится сетевой график (пример условного порядка: «если выполнена операция.., произвести работы… если нет - не предпринимать никаких действий»).
6. Для обозначения начала и конца работ удобнее использовать один блок, определяющий исходные (конечные) операции.

Построение и анализ графика

Для каждой работы необходимо выяснить три момента:

1. Перечень операций, которые должны быть выполнены до этой работы. Они называются предшествующими по отношению к заданной.
2. Перечень операций, которые выполняются после заданного действия. Такие работы называются следующими.
3. Перечень заданий, которые могут проводиться одновременно с заданным. Это параллельные операции.

Вся полученная информация дает аналитикам необходимую базу для построения логических взаимосвязей между операциями, входящими в сетевой график. Пример построения этих взаимосвязей приведен ниже.

Реальный график требует серьезной и объективной оценки сроков производства. Определение времени и внесение его в график дает возможность не только рассчитать продолжительность всего проекта, но и выявить наиболее важные узлы.

Расчет графика: прямой анализ

Оценка временных затрат на выполнение одной операции производится на основании нормативных трудозатрат. Благодаря прямому или обратному методу расчета, можно довольно быстро сориентироваться в порядке выполнения работ и выявить критические шаги.

Прямой анализ позволяет определить ранние сроки начала всех операций. Обратный - дает представление о поздних сроках. Кроме того, с помощью обеих методик анализа можно не только установить критический путь, но и выявить временные интервалы, на которые можно задержать выполнение отдельных работ без срыва общих сроков реализации проекта.

Прямой анализ рассматривает проект от начала до конца (если говорить о составленном графике, то движение по нему происходит слева направо). Во время движения по всем цепочкам операций происходит наращение времени выполнения всего комплекса работ. Прямой расчет сетевого графика предполагает, что каждая последующая операция начинается в тот момент, когда заканчиваются все предшествующие ей. При этом необходимо помнить, что следующая работа стартует в тот момент, когда закончится самая длительная из непосредственно предшествующих. На каждом шаге прямого анализа добавляется время выполнения расчетной операции. Так мы получаем значения раннего начала (ES) и раннего окончания работ (EF).

Но нужно быть внимательным: раннее окончание предшествующей операции становится ранним началом последующей только в том случае, если она не является слиянием. В этом случае стартом станет раннее окончание самой затяжной из предыдущих работ.

Обратный анализ

При обратном анализе учитываются такие параметры сетевого графика: позднее окончание и позднее начало работ. Само название подсказывает, что расчет ведется от последней операции всего проекта по направлению к первой (справа налево). Продвигаясь в сторону начала работ, следует вычитать продолжительность каждого действия. Таким образом определяют самые поздние сроки начала (LS) и окончания (LF) производства работ. Если изначально не заданы временные рамки проекта, то начинается расчет с позднего окончания последней операции.

Вычисление временных резервов

Просчитав сетевой график работ в обе стороны, легко определить временные простои (иногда пользуются термином «колебание»). Полное время возможной задержки выполнения операции равно разнице между ранним и поздним началом конкретного действия (LS - ES). Это тот временной задел, который не сорвет общие сроки реализации проекта.

После вычисления всех колебаний приступают к определению критического пути. Он пройдет через все операции, для которых не существует временного простоя (LF = EF; и соответственно LF - EF = 0 или LS - ES = 0).

Конечно, в теории все выглядит просто и незамысловато. Разработанный сетевой график (пример построения его приведен на рисунке) передается на производство и воплощается в жизнь. Но что стоит за цифрами и расчетами? Как использовать возможные технологические простои или, наоборот, избежать форс-мажорных ситуаций.

Специалисты в области управления предлагают на выполнение критических операций назначать наиболее опытных сотрудников. Кроме того, при оценке рисков проекта необходимо уделить особое внимание не только этим шагам, но и тем, которые непосредственно влияют на критический путь. Если нет возможности контролировать ход работ в целом, то необходимо находить время на получение первичной информации именно с операций критического пути. Речь идет о том, чтобы разговаривать непосредственно с исполнителями таких работ.

Сетевой график - инструмент оптимизации деятельности фирмы

Когда речь заходит об использовании ресурсов (в том числе и трудовых), руководителю гораздо проще ими распоряжаться, если есть сетевой график производства работ. На нем видны все простои и занятость каждого конкретного сотрудника (бригады). Использование не занятого работника на одном объекте для реализации другого позволяет оптимизировать деятельность компании в целом.

Не стоит пренебрегать и еще одним практическим советом. В реальности руководители проектов сталкиваются с «желаниями вышестоящего руководства» видеть работу выполненной «вчера». Для того чтобы избежать паники и выпуска брака, необходимо усиливать ресурсы не столько на операциях критического пути, сколько на непосредственно влияющих на него. Почему? Да потому, что на критическом пути и так нет простоев, и сокращать время производства работ зачастую невозможно.