Black Baron

Локальная сеть (LAN) — это компьютерная сеть, которая соединяет компьютеры в пределах ограниченной территории, такой как резиденция, школа, лаборатория, университетский городок или офисное здание. Напротив, глобальная сеть (WAN) не только охватывает большее географическое расстояние, но и обычно включает в себя арендованные телекоммуникационные сети.

Построение сети

Существуют способы классифицировать сеть. Основным критерием классификации принято считать способ администрирования. То есть в зависимости от того, как организована сеть и как она управляется, её можно отнести к локальной, распределённой, городской или глобальной сети. Управляет сетью или её сегментом сетевой администратор. В случае сложных сетей их права и обязанности строго распределены, ведётся документация и журналирование действий команды администраторов.

Компьютеры могут соединяться между собой, используя различные среды доступа: медные проводники (витая пара), оптические проводники (оптические кабели) и через радиоканал (беспроводные технологии). Проводные, оптические связи устанавливаются через Ethernet и прочие средства. Отдельная локальная вычислительная сеть может иметь связь с другими локальными сетями через шлюзы, а также быть частью глобальной вычислительной сети (например, Интернет) или иметь подключение к ней.

Чаще всего локальные сети построены на технологиях Ethernet. Ранее использовались протоколы Frame Relay, Token ring, которые на сегодняшний день встречаются всё реже, их можно увидеть лишь в специализированных лабораториях, учебных заведениях и службах. Для построения простой локальной сети используются маршрутизаторы, коммутаторы, точки беспроводного доступа, беспроводные маршрутизаторы, модемы и сетевые адаптеры. Реже используются преобразователи (конвертеры) среды, усилители сигнала (повторители разного рода) и специальные антенны.

Маршрутизация в локальных сетях используется примитивная, если она вообще необходима. Чаще всего это статическая либо динамическая маршрутизация (основанная на протоколе RIP).

Иногда в локальной сети организуются рабочие группы — формальное объединение нескольких компьютеров в группу с единым названием.

Сетевой администратор — человек, ответственный за работу локальной сети или её части. В его обязанности входит обеспечение и контроль физической связи, настройка активного оборудования, настройка общего доступа и предопределённого круга программ, обеспечивающих стабильную работу сети.

Технологии локальных сетей реализуют, как правило, функции только двух нижних уровней модели OSI — физического и канального. Функциональности этих уровней достаточно для доставки кадров в пределах стандартных топологий, которые поддерживают LAN: звезда, общая шина, кольцо и дерево. Однако из этого не следует, что компьютеры, связанные в локальную сеть, не поддерживают протоколы уровней, расположенных выше канального. Эти протоколы также устанавливаются и работают на узлах локальной сети, но выполняемые ими функции не относятся к технологии LAN.

Адресация

В локальных сетях, основанных на протоколе IPv4, могут использоваться специальные адреса, назначенные IANA (стандарты RFC 1918 и RFC 1597):

10.0.0.0—10.255.255.255;
172.16.0.0—172.31.255.255;
192.168.0.0—192.168.255.255.

 
Такие адреса называют частными, внутренними, локальными или «серыми»; эти адреса недоступны из сети Интернет. Необходимость использовать такие адреса возникла из-за того, что при разработке протокола IP не предусматривалось столь широкое его распространение, и постепенно адресов стало не хватать. Для решения этой проблемы был разработан протокол IPv6, однако он пока малопопулярен. В различных непересекающихся локальных сетях адреса могут повторяться, и это не является проблемой, так как доступ в другие сети происходит с применением технологий, подменяющих или скрывающих адрес внутреннего узла сети за её пределами — NAT или прокси дают возможность подключить ЛВС к глобальной сети (WAN). Для обеспечения связи локальных сетей с глобальными применяются маршрутизаторы (в роли шлюзов и файрволов).

Конфликт IP адресов — распространённая ситуация в сети, при которой в одной IP-подсети оказываются два или более компьютеров с одинаковыми IP-адресами. Для предотвращения таких ситуаций и облегчения работы сетевых администраторов применяется протокол DHCP, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP.

Первые локальные сети

Первые локальные сети (LAN — Local Area Network) появились в 1960-х годах в университетах и исследовательских центрах, когда возникла потребность в объединении нескольких компьютеров для обмена данными и совместной работы.

Основные этапы развития локальных сетей:

1. Начало 1960-х: Первыми сетевыми технологиями, которые можно считать прообразами локальных сетей, стали компьютерные терминалы, подключенные к мейнфреймам (центральным компьютерам). Это были централизованные системы, где несколько терминалов (ввод и вывод информации) подключались к одному компьютеру. Пользователи работали на этих терминалах, деля вычислительные ресурсы.

2. 1968 год — ARPANET: В это время началась разработка сети ARPANET, которая, хотя и не была локальной сетью в современном понимании, стала важным шагом в развитии сетевых технологий. В основе ARPANET была идея пакетной передачи данных, которая легла в основу современных сетей. ARPANET была создана для соединения компьютеров разных исследовательских центров и университетов.

3. 1970-е годы — технологии Ethernet: В 1973 году Роберт Меткалф из компании Xerox PARC предложил технологию Ethernet, которая стала первой успешной технологией для построения локальных сетей. Ethernet позволял нескольким устройствам взаимодействовать друг с другом, используя общую среду передачи данных — коаксиальный кабель. Ethernet позволил значительно ускорить и упростить передачу данных между компьютерами.

4. 1980-е годы — стандартизация Ethernet и развитие сетей: В начале 1980-х Ethernet был стандартизирован как IEEE 802.3, что способствовало его быстрому распространению в корпоративных и образовательных учреждениях. Ethernet стал основным стандартом для построения локальных сетей, постепенно вытеснив другие технологии, такие как Token Ring и ARCNET.

5. Конец 1980-х — начало 1990-х: В это время локальные сети начали распространяться в коммерческих организациях, образовательных учреждениях и домах. Появление таких технологий, как сетевые карты и концентраторы (hubs), сделало развертывание локальных сетей доступным и простым.

Применение локальных сетей

Первые локальные сети использовались для обмена данными, принтерами и другими ресурсами между компьютерами. Например, в университетах это позволяло студентам и преподавателям использовать общие вычислительные ресурсы и обмениваться файлами, а в корпорациях — координировать работу внутри отдела.

Таким образом, эволюция локальных сетей была тесно связана с развитием технологий передачи данных, миниатюризацией компьютеров и потребностью в более быстром и удобном способе обмена информацией.