Часто в ходе разработки разного рода проектов составляется планировка выполнения заданий. Инструментарий Microsoft Excel позволяет создать сетевой график, который и служит для решения задачи планирования этапов проекта.

Составим простой график с использованием диаграммы Ганта.
Для начала необходимо создать саму таблицу с колонками с соответствующими заголовками.

После этого можно увидеть новое окно в котором выбираем вкладку "Выравнивание". Выравнивание в полях указываем "По центру", а в настройках параметров отображения выставляем флажок возле "Переносить по словам".

Переходим в рабочее окно и задаем границы таблицы. Выделяем заголовки и нужное количество ячеек для таблицы, открываем раздел "Главная", а в нём с помощью соответствующего значка в списке выбираем пункт "Все границы".

В результате можно увидеть что каркас таблицы с заголовками был создан.

Следующим этапом будет создание шкалы времени. Это базовая часть в сетевом графике. Определенный набор столбцов отвечает тому или иному периоду в планировке проектных задач. В данном примере будет создание 30 дневной временной шкалы.

Пока что оставляем основную таблицу и возле правой её границы выделяем в контексте данного примера тридцать столбцов. Стоит отметить что количество строк = количеству строк в ранее созданной таблице.

Переходим в раздел "Главная" и выбираем в значке границ "Все границы" также как и при созданной ранее таблице.

Определяем в данном примере план 1-30 июня. И вносим соответствующие даты в временную шкалу. Для этого будет использован инструмент "Прогрессия".

После нажатия на пункт "Прогрессия" появится новое окно. В нём отмечаем расположение по строкам (в данном примере), а в качестве типа выбираем даты. В зависимости от того какой временной промежуток используется выбираем пункт "День". Шаговое значение - 1. В качестве конечного значения выставляем дату 30 июня и подтверждаем действие.

Далее временная шкала будет заполнена днями с 1 по 30 число. Далее нужно оптимизировать таблицу для её удобства, выделив весь временной промежуток и нажимаем правую кнопку мыши. В контекстном меню выбираем "Формат ячеек".

Появится новое окно в котором нужно открыть вкладку "Выравнивание" и задать значение 90 градусов. Подтверждаем действие.

Но оптимизация не завершена. Переходим в основной раздел "Главная" и нажимаем на значке "Формат" и выбираем в нём автоподбор по высоте строки.

И для завершения оптимизации делаем аналогичное действие и выбираем уже автоподбор по ширине столбца.

В результате таблица обрела завершенный вид.

Завершающим этапом будет заполнение первой таблицы соответствующими данными. Также если большое количество данных то с помощью зажатия на клавиатуре клавиши "Сtrl" протягиваем курсором по границе поля нумерации вниз по таблице.

И как результат - таблица упорядочена. И также можно заполнить остальные поля таблицы.

В разделе "Главная" нужно нажать на значок "Стили" и в нём кликаем на иконку "Условное форматирование". И в появившемся списке выбираем пункт "Создать правило".

После этого действия откроется новое окно в котором нужно выбрать правило из перечня правил. Выбираем "Использовать формулу для определения форматируемых ячеек". Подходящее правило выделения конкретно для нашего примера показано в поле.

Разберем элементы формулы:

G$1>=$D2 - это первый аргумент, который определяет чтобы значение в временной шкале было равно или больше определенной даты. Первая часть элемента указывает на первую ячейку, а вторая часть на нужную часть столбца касательно плана.
G$1И - проверяют значения на истинность
$ - позволяет задать значения как абсолютные.

Для задания цвета ячейкам нажимаем "Формат".

События должны быть правильно пронумерованы, т. е. для каждой работы (i , j ) i < j . При невыполнении этого требования необходимо использовать алгоритм перенумерации событий, который заключается в следующем:

а) нумерация событий начинается с исходного события, которому приписывается №1;

б) из исходного события вычеркиваются все исходящие из него работы (стрелки), и на оставшейся сети находят событие, в которое не входит ни одна работа, ему присваивается №2;

в) затем вычеркиваются работы, выходящие из события №2, и вновь находят событие, в которое не входит ни одна работа, и ему присваивают №3, и так продолжается до завершающего события, номер которого должен быть равен количеству событий в сетевом графике;

г) если при очередном вычеркивании работ одновременно нескольким событий не имеют входящих в них работ, то их нумеруют очередными номерами в произвольном порядке;

Завершающее событие лишь одно.

Отсутствуют тупиковые события (кроме завершающего), т. е. такие, за которыми не следует хотя бы одна работа.

Исходное событие лишь одно.

Отсутствуют события (за исключением исходного), которым не предшествует хотя бы одна работа.

Любые два события должны быть непосредственно связаны не более чем одной работой-стрелкой. Если два события связаны более чем одной работой, рекомендуется ввести дополнительное событие и фиктивную работу:

В сети не должно быть замкнутых циклов.

Если для выполнения одной из работ необходимо получить результаты всех работ, входящих в предшествующее для нее событие, а для другой работы достаточно получить результат нескольких из этих работ, то нужно ввести дополнительное событие, отражающее результаты только этих последних работ, и фиктивную работу, связывающую новое событие с прежним. Продолжительность фиктивной работы равна нулю.

Например, для начала работы D достаточно окончания работы А. Для начала работы С нужно окончание работ А и В.

Временные параметры сетей. Резервы времени.

Основными временными параметрами сетей являются ранние и поздние сроки наступления (совершения) событий. Зная их, можно вычислить остальные параметры сети – сроки начала и окончания работ и резервы времени событий и работ.

Обозначим
– продолжительность работы с начальным событием i и конечным событием j .

Ранний срок
совершения события j определяется величиной наиболее длительного отрезка пути от исходного до рассматриваемого события, причем
, а
гдеN - номер завершающего события. Правило вычисления:

где максимум берется по всем событиям i , непосредственно предшествующим событию j (соединены стрелками).

Поздний срок
свершения события i характеризует самый поздний допустимый срок, к которому должно совершится событие, не вызывая при этом срыва срока совершения конечного события. Правило вычисления:

где минимум берется по всем событиям j , непосредственно следующим за событием i .

Поздние сроки событий определяются «обратным ходом», начиная с завершающего события, с учетом соотношения
, т. е. поздний и ранний сроки совершения завершающего события равны между собой.

Резерв
события i показывает, на какой предельно допустимый срок может задержаться свершение события i без нарушения срока наступления завершающего события:

.

События лежащие на критическом пути (критические события) резервов не имеют.

Существуют различные методы расчета параметров сети: табличный и графический.

Рассмотрим графический метод.

При расчетах сетевого графика каждый круг, изображающий событие, делим диаметрами на четыре сектора:

Пример 55. Рассмотрим сеть проекта, представленную следующим графиком.

На графике события представлены кругами, а работы стрелками. Робота может обозначаться как буквой, надписанной на графике рядом с соответствующей работе стрелкой, либо через номера событий из которых начинается и заканчивается работа.

Найти критический путь. Сколько времени потребуется для завершения проекта? Можно ли отложить выполнение роботы D без отсрочки завершения проекта в целом? Насколько недель можно отложить выполнение работы C без отсрочки завершения проекта в целом?

1 этап. При вычислении раннего срока свершения события
перемещаемся от исходного события 1 завершающему событию 6.

.

В событие 2 входит только одна работа: .

Аналогично .

В событие 4 входят две работы →

Отсюда следует, что критическое время выполнения проекта = 22.

Внесем соответствующие данные в сетевой график.

2 этап. При вычислении позднего срока t п (i ) свершения события I перемещаемся от завершающего события 6 к исходному событию 1 по сетевому графику против направления стрелок.

.

Из события 4 выходят две работы: (4, 5) и (4, 6). Поэтому определяем поздний срок наступления события t п ( 4) по каждой из этих работ:

Внесем полученные данные в сетевой график.

3 этап. Вычисляем резерв
события i , то есть из чисел, полученных на этапе 2, вычитаем числа, полученные на этапе 1.

4 этап. У критических событий резерв времени равен нулю, так как ранние и поздние сроки их свершения совпадают. Критические события 1, 2, 4, 5, 6 и определяют критический путь 1-2-4-5-6, который по определению должен быть самым продолжительным по времени. На сетевом графике мы его покажем двумя чертами.

Теперь можно ответить на вопросы задачи.

Для завершения проекта потребуется 22 недели. Работа D расположена на критическом пути. Поэтому ее нельзя отложить без отсрочки завершения проекта в целом. Работа C не расположена на критическом пути, ее можно задержать на (недели).

Принцип создания локальной сети в любой версии Windows (XP, 7, 8, 10) практически ничем не отличается . Исключения составляют сложные многоуровневые корпоративные сети, где используется несколько подсетей, прокси сервера и VPN.

Но в этой статье мы рассмотрим, как создать домашнюю сеть , не прибегая к покупке дорогостоящего оборудования, а используя обычный коммутатор или роутер с поддержкой Wi-Fi.

Что необходимо для создания сети

В первую очередь, для создания локальной сети из некоторого количества компьютеров нам необходимо оборудование:

Обратите внимание : в том случае, если будет использоваться прямое подключение (т.е. витую пару вставляем в оба устройства, не используя роутера), то потребуется не стандартный кабель, а cross — over , кроме случаев, когда установлены современные сетевые платы с поддержкой MDI-X. В этом случае можно использовать стандартный метод обжимки.

Как создать локальную сеть

Теперь приступаем непосредственно к созданию. Для начала нам нужно подготовиться:

• Установить все оборудование на свои места – компьютера, роутеры и т.п.
• Обжимаем кабель, при необходимости.
• Делаем разводку , т.е. протягиваем витую пару к оборудованию.
• Подключаем оборудование витой парой.

Стоит обратить внимание , что, когда подключение произведено и все устройства запущены, разъемы подключения на компьютерах должны светиться . Это же касается и маршрутизаторов с роутерами, только у них лампочки расположены на передней панели . Если какая-либо лампочка не горит, значит подключение произведено неправильно .

Когда подключение произведено – нужно настроить сеть в операционной системе.

Для начала проверяем рабочую группу, для чего переходим в свойства «Моего компьютера ». Можно не открывать свойства, а использовать сочетание Win + R и ввести в окне sysdm . cpl .

На всех устройствах рабочая группа должна быть одинакова , иначе компьютера не увидят друг друга.

Для изменения группы достаточно нажать на кнопку изменить и ввести имя группы. Имя должно быть введено латиницей , и совпадать на всех устройствах.

Затем ищем значок сети в области уведомления и с его помощью попадаем в Центр управления сетями и общим доступом .

Тут нас интересует ссылка изменения дополнительных параметров , она третья слева и позволит редактировать параметры общего доступа. В каждом профиле выбираем: Включить сетевое обнаружение , автонастройку и общий доступ к файлам и принтерам.

Прокручиваем страницу и внизу отключаем общий доступ с парольной защитой. Все остальные настройки можно оставить. Нажимаем Сохранить изменения и выходим.

На этом настройка закончена. Сеть должна заработать, но только в том случае, если у Вас роутер раздает динамические адреса.

Если же использовался маршрутизатор, или устройства были подключены напрямую кабелем, то необходимо внести еще несколько настроек.

Настройки сети

В случае прямого подключения или использования маршрутизатора, нам понадобиться изменить ip-адреса компьютеров. Для этого необходимо :

За что отвечает каждая настройка описывать не будем, т.к. это достаточно объемная тема. Достаточно ввести на всех компьютерах адреса, которые описаны выше.

После внесения всех вышеописанных настроек сеть должна заработать. Однако не стоит забывать, что брандмауэр или антивирусы могут полностью блокировать сеть. Поэтому, если ничего не заработало – проверьте их настройки или вообще временно отключите.

Локальная сеть через WiFi роутер

Настройка сети через роутер совершенно ничем не отличается от того, что мы описали выше.

Если устройство настроено на раздачу динамических адресов, то адреса изменять не надо. Ну а если айпшники статические , то придется воспользоваться предыдущим разделом.

Так же, ни будет разницы между тем подключены устройство кабелем или по Wi-Fi, в большинстве роутеров настройка раздачи адресов настраиваются одновременно и на беспроводное и на проводное подключение.

Как сделать общие папки

После того, как все настроено, необходимо создать общие папки для обмена информацией.

Сетевые графики и правила их построения

Сетевой график – это графическое изображение процессов, выполнение которых необходимо для достижения поставленной цели.

Методы сетевого планирования и управления (СПУ) базируются на теории графов. Графом называется совокупность двух конечных множеств: множества точек, которые называются вершинами, и множества пар вершин, которые называются ребрами. В экономике обычно используются два вида графов: дерево и сеть. Дерево представляет собой связный граф без циклов, имеющий исходную вершину (корень) и крайние вершины. Сеть - это ориентированный конечный связный граф, имеющий начальную вершину (источник) и конечную вершину (сток). Таким образом, каждый сетевой график представляет собой сеть, состоящую из узлов(вершин) и соединяющих их ориентированных дуг (ребер). Узлы графика называются событиями, а соединяющие их ориентированные дуги - работами. На сетевом графике события изображаются кружками или иными геометрическими фигурами, а соединяющие их работы безразмерными стрелками (безразмерными они называются потому, что длина стрелки не зависит от объема работы, которую она отражает).

Каждому событию сетевого графика приписывают определенный номер (i ), а работу, соединяющие события, обозначают индексом (ij ). Каждая работа характеризуется своей продолжительностью (длительностью) t(ij) . Значение t(ij) в часах или днях проставляют в виде числа над соответствующей стрелкой сетевого графика.

В практике сетевого планирования используют несколько типов работ:

1) реальная работа, производственный процесс, который требует затрат труда, времени, материалов;

2) пассивная работа (ожидание), естественный процесс, который не требует затрат труда и материальных ресурсов, но осуществление которого может происходить лишь в течение определенного периода времени;

3) фиктивная работа (зависимость), которая не требует никаких затрат, но показывает, что какое-то событие не может свершиться ранее другого. При построении графика такие работы обычно обозначают пунктирной линией.

Каждая работа самостоятельно или в сочетании с другими работами заканчивается событиями, которые выражают результаты выполненных работ. В сетевых графиках выделяют следующие события: 1) исходное, 2) промежуточные, 3) завершающее (окончательное). Если событие имеет промежуточный характер, то оно является предпосылкой для начала следующих за ним работ. Считается, что событие не имеет продолжительности и осуществляется мгновенно после выполнения предшествующих ему работ. Исходному событию не предшествуют никакие работы. Оно выражает собой момент наступления условий для начала выполнения всего комплекса работ. Завершающее событие не имеет никаких последующих работ и выражает собой момент окончания всего комплекса работ и достижения намеченной цели.

Взаимосвязанные работы и события сетевого графика образуют пути, которые соединяют исходные и завершающие события, их называют полными. Полный путь на сетевом графике представляет собой последовательность работ по направлению стрелок от исходного до завершающего события. Полный путь максимальной продолжительности называется критическим. Продолжительность критического пути определяет конечный срок выполнения всего комплекса работ и достижения намеченной цели.

Работы, расположенные на критическом пути, называют критическими или напряженными. Все остальные работы считаются некритическими (ненапряженными) и обладают резервами времени, которые позволяют передвигать сроки их выполнения и сроки свершения событий, не влияя на общую продолжительность выполнения всего комплекса работ.

Правилапостроения сетевого графика.

1. Сеть вычерчивается слева направо, и каждое событие с большим порядковым номером изображается правее предыдущего. Общее направление стрелок, изображающих работы, также в основном должно быть расположено слева направо, при этом каждая работа должна выходить из события с меньшим номером и входить в событие с большим номером.

Неверно Правильно

3. В сети не должно быть «тупиков», то есть все события, кроме завершающего, должны иметь последующую работу (тупиками называются промежуточные события, из которых не выходит ни одна работа). Такая ситуация может иметь место, когда данная работа не нужна или какая-либо работа пропущена.

4. В сети не должно быть событий, кроме исходного, которым не предшествует хотя бы одна работа. Такие события называются «хвостовыми». Это может иметь место в случае пропуска предшествующей работы.

Для правильной нумерации событий сетевого графика используют следующую схему действий. Нумерацию начинают из исходного события, которому присваивают номер 0 или 1. Из начального события (1) вычеркивают все исходящие из него работы (ориентированные дуги), и на оставшейся сети вновь находят событие, в которое не входит ни одна работа. Этому событию присваивают номер (2). Указанная последовательность действий повторяется до тех пор, пока не буду пронумерованы все события сетевого графика. Если при очередном вычеркивании одновременно возникают два события, не имеющие входящих работ, то номера им присваиваются произвольно. Номер завершающего события должен быть равен количеству событий в сетевом графике.

Пример .

В процессе построения сетевого графика важное значение имеет определение продолжительности выполнения каждой работы, то есть необходимо дать ей временную оценку. Продолжительность выполнения работ устанавливают либо в соответствии с действующими нормативами, либо на основе экспертных оценок. В первом случае оценки продолжительности называют детерминированными, во втором - стохастическими.

Существуют различные варианты расчета стохастических временных оценок. Рассмотрим некоторые из них. В первом случае устанавливают три вида продолжительности выполнения конкретной работы:

1) максимальный срок, который исходит из наиболее неблагоприятных условий выполнения работы (t max );

2) минимальный срок, который исходит из наиболее благоприятных условий выполнения работы (t min );

3) наиболее вероятный срок, исходящий из реальной обеспеченности работы ресурсами и наличия нормальных условий ее выполнения (t в ).

На основе этих оценок рассчитывается ожидаемое время выполнения работы (ее временная оценка) по формуле

. (5.1)

Во втором случае задаются две оценки - минимальная (t min ) и максимальная (t max ). Продолжительность работы в этом случае рассматривается как случайная величина, которая в результате реализации может принять любое значение в заданном интервале. Ожидаемое значение данных оценок (t ож ) (при бета-распределении плотности вероятности) оценивается по формуле

. (5.2)

Для характеристики степени разброса возможных значений вокруг ожидаемого уровня используется показатель дисперсии (S 2 )

. (5.3)

Построение любого сетевого графика начинается с составления полного перечня работ. Затем устанавливается очередность работ, и для каждой конкретной работы определяются непосредственно предшествующие и последующие работы. Для установления границ каждого вида работ используются вопросы: 1) что должно предшествовать данной работе и 2) что должно следовать за данной работой. После составления полного перечня работ, установления их очередности и временных оценок, приступают непосредственно к разработке и составлению сетевого графика.

Пример .

Рассмотрим в качестве примера программу строительства здания склада. Перечень операций, их последовательность и временную продолжительность оформим таблицей.

Таблица 5.1

Перечень работ сетевого графика

Построенный на основании данных табл. 5.1 предварительный сетевой график выполнения работ выглядит следующим образом (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Предварительный сетевой график

Ниже приведен тот же самый график строительства складского здания, пронумерованный и с проставленными временными оценками работ (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Окончательный вариант сетевого графика

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.