Vietējais datortīkls (LAN): kas tas ir — definīcija, topoloģijas un Ethernet

Vietējais datortīkls (LAN): skaidra definīcija, Ethernet pamati un piecas galvenās topoloģijas (kopne, gredzens, zvaigzne, koks, tīkls) ar praktiskiem piemēriem un padomiem.

Vietējais datortīkl s (LAN) ir datoru tīkls, kas aptver nelielu ģeogrāfisku teritoriju — piemēram, māju, dzīvokli, biroju, skolu vai mazu kampusu. Daudzi datori un citas ierīces var būt savienoti, lai kopīgi izmantotu informāciju, interneta pieslēgumu un koplietojamus resursus (piem., drukas iekārtas, failu serverus). Lielākajā daļā lokālo tīklu savienošanai izmanto Ethernet.

Kas ir LAN — būtiskākās īpašības

• Lokāls mērogs: parasti pārsedz vienu ēku vai nelielu ēku kompleksu.
• Zema latentuma un augsta joslas platuma savienojumi: iespējami ātri datu pārraides ātrumi starp ierīcēm.
• Kontrole un pārvaldība: tīklu bieži pārvalda vietējā organizācija vai mājsaimniecība.
• Fiziski un loģiski slāņi: fiziskie kabeļi/bezvadu radiosignāli var neatspoguļot loģisko trafika plūsmu (redzams, piemēram, loģiskās vs. fiziskās topoloģijas piemēros).

LAN topoloģijas — loģiskās un fiziskās

LAN topoloģijas apraksta, kā ierīces ir savienotas un kā signāli plūst tīklā. Pastāv vairākas izplatītas topoloģijas:

• Kopne (bus): vienots kabelis, pie kura pieslēdzas ierīces. Mūsdienās retāk, jo viegli veido kļūmes vienā vietā un ir ierobežota mērogojamība.
• Gredzens (ring): ierīces savienotas ķēdē, kur katrai ir divi savienojumi. Loģiskie gredzeni reizēm tiek realizēti fizikāli kā zvaigzne.
• Zvaigzne (star): visas ierīces savienotas ar centrālo mezglu (parasti tīklslāņa switch vai hub). Šī ir visizplatītākā fiziskā topoloģija mūsdienu LAN.
• Koks (tree): hierarhisks izvietojums, kur zvaigznes mezgli savienoti starpā — noderīgs lielākiem tīkliem.
• Tīkls (mesh): daudzkārtējas savienojumu saites starp mezgliem; nodrošina augstu pieejamību un redundanci, lieto datu centru vai kritisko sakaru risinājumos.

Loģiskā topoloģija apraksta, kā dati plūst tīkla iekšienē (piem., pēc gredzena protokola), savukārt fiziskā topoloģija — kā kabeļi un ierīces ir faktiski izvietotas. Piemēram, loģiskas kopnes vai gredzena tīkli mūsdienās bieži tiek īstenoti fiziski kā zvaigzne ar centrālo slēdzi.

Ethernet — visizplatītākā LAN tehnoloģija

Ethernet ir plaši izmantots standarts lokālajiem tīkliem. Tas nosaka, kā dati tiek paketēti, adresēti un pārsūtīti pa kabeļiem vai optiskajiem šķiedriem. Galvenie punkti:

• Ātrumi: tradicionāli 10 Mbps, 100 Mbps (Fast Ethernet), 1 Gbps (Gigabit Ethernet), bet mūsdienās arī 2.5G, 5G, 10G, 25G, 40G un 100G risinājumi.
• Fiziskā slēgšana: parasti izmanto krosētu pāru UTP/STP kabeļus (Cat5e, Cat6, Cat6a, Cat7) vai optiskās šķiedras garākiem attālumiem.
• Adresēšana: Ethernet ierīces izmanto MAC adreses, lai nosūtītu satikus tieši uz citas ierīces tīkla līmenī.
• Komutācija: mūsdienu tīklos izmanto switch iekārtas, kas samazina sadursmes domēnus un uzlabo veiktspēju salīdzinājumā ar vecajiem hubiem.

Kabeļi un bezvadu savienojumi

LAN var būt vadu (Ethernet) un/vai bezvadu (Wi‑Fi) daļas:

• Vadu savienojumi: stabilāki, drošāki un parasti ātrāki — izmanto UTP/STP kabeļus vai optisko šķiedru.
• Bezvadu savienojumi (WLAN): izmanto Wi‑Fi standartu (piemēram, 802.11n/ac/ax), kas ļauj pieslēgt mobilas ierīces bez kabeļa. Bezvadu segments ir ērts, bet jāpievērš uzmanība drošībai un radio traucējumiem.

Ierīces un protokoli LAN

• Switch (slēdzis): centrāla ierīce, kas savieno LAN ierīces un nosūta trafiku tikai nepieciešamajam mērķim, balstoties uz MAC adresēm.
• Router (maršrutētājs): savieno LAN ar citiem tīkliem (piem., internetu) un nodrošina IP maršrutēšanu.
• Access point (bezvadu piekļuves punkts): nodrošina Wi‑Fi savienojumu ierīcēm.
• NIC (tīkla interfeisa karte): katrai ierīcei, kas pieslēdzas tīklam, ir tīkla interfeiss (Ethernet vai Wi‑Fi).
• Protokoli: Ethernet (datu link slānis), IP (tīkla slānis), TCP/UDP (transporta slānis) — kopā veido TCP/IP modeli, kas pārvalda interneta un LAN saziņu.

Adresēšana un segmentēšana

LAN tīklos ierīcēm tiek piešķirtas IP adreses (parasti IPv4 vai IPv6). Bieži lieto privātās IPv4 adreses (piem., 192.168.x.x, 10.x.x.x), kuras iekšējā tīkla ierīcēm piešķir maršrutētājs ar DHCP. Lielākiem tīkliem izmanto VLAN (virtuālas lokālās tīklu) lai loģiski sadalītu tīklu segmentus, uzlabojot drošību un pārvaldību.

Drošība LAN

Pat lokāli tīklā drošība ir svarīga:

• Bezvadu tīklos izmantojiet modernu šifrēšanu (WPA2 vai WPA3) un stipras piekļuves paroles.
• Maršrutētājos ieslēdziet ugunsmūri un laicīgi atjauniniet programmaparatūru.
• Izmantojiet segmentēšanu (VLAN) un piekļuves kontroli, lai ierobežotu kritisku resursu pieejamību.
• Regulāri veiciet dublējumus un uzraudzību (logu pārbaude, ierīču inventarizācija).

Priekšrocības un trūkumi

• Priekšrocības: ātra datu apmaiņa, koplietojami resursi, centralizēta pārvaldība, iespēja izveidot lokālus serverus un spēļu platformas.
• Trūkumi: jauns drošības riski, nepieciešama pareiza konfigurācija un tehniska uzturēšana; lielākiem tīkliem — sarežģītāka pārvaldība un aparatūras izmaksas.

Apkopojot — LAN ir pamatkomponents, kas nodrošina vietējo sakaru infrastruktūru gan mājās, gan darba vietās. Izmantojot pareizas tehnoloģijas (Ethernet, Wi‑Fi), drošības praksi un tīkla plānošanu (topoloģijas, VLAN), var izveidot drošu, ātru un uzticamu lokālo tīklu.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir lokālais tīkls?

J: Cik datoru var pieslēgt lokālajam tīklam?

J: Kāda veida tehnoloģija tiek izmantota, lai savienotu datorus LAN?

J: Kur parasti ir lokālie datortīkli?

J: Kādam nolūkam kalpo lokālais tīkls?

J: Vai ir vēl kādas tehnoloģijas, ko var izmantot, lai savienotu datorus lokālajā tīklā?

Meklēt pēc burta