ローカルエリアネットワーク（LAN）

現代のオフィス環境では、各作業者は独自のプロセッサと複数のディスクドライブを備えたパーソナルコンピュータを備えています。コンピューターは自立型（最近はほとんど例外）である場合もあれば、ネットワークに接続されている場合もあり、最小限はインターネットに接続されている場合もあります。診療所のような多くの小規模な業務では、単一のコンピューターが使用される場合がありますが、インターネットにリンクされています。最も一般的なオフィスの状況では、組織のコンピューターは、ローカルエリアネットワーク（LAN）を介して、通常は「サーバー」（ファイルサーバーの略）と呼ばれる単一の専用コンピューターを介して相互接続されます。 'リンケージは、ワイヤーまたは特別な無線周波数によるものです。使用されるサーバーは、ネットワーク内の各「ノード」にインターネットサービスを提供する場合もあります。コンピュータ間のオフィス間通信は電子メールによるものです。名前が示すように、そのようなネットワークは地元ネットワークサーバーによって仲介される場合を除いて、外部の影響から保護されます。ネットワークサーバー自体は、いわゆる「ファイアウォール」によって不正な干渉から保護されています。大規模な組織では、ローカルネットワークが相互に接続されている場合があります。この拡張された配置は、ワイドエリアネットワークまたはWANと呼ばれます。 LAN間の通信は、独自の通信回線（有線、無線、またはそれらの組み合わせ）を介して行うことも、インターネットを使用することもできます。

LANの利点の1つは、LANを簡単かつ段階的にインストールし、ほとんど問題なくアップグレードまたは拡張でき、ほとんど中断することなく移動または再配置できることです。 LANは、データをすばやく送信できるため、便利です。新入社員はほとんどの場合、地元の習慣に簡単に適応できるコンピュータスキルとインターネット体験をもたらすため、このようなネットワークの使用はますます容易になっています。

歴史

パーソナルコンピュータ（PC）の出現により、オフィスのコンピュータネットワークを介して送信される情報の種類が変わりました。 1970年代に急速に普及する前は、従業員はいわゆる「ダム」端末を使用してメインフレームやミニコンピューターと通信していました。すべての処理は、すべての個人が同時に使用したメインコンピューターで行われました。使用量が多いと、システムのパフォーマンスが低下しました。 PCはデスクでの処理タスクを引き継いだため、処理が大幅に高速化されました。大規模なコンピューティング能力が不要になったため、より小型でシンプルな「ファイルサーバー」に置き換えることができます。このように、コンピュータ化は非常に小さな操作にも開かれました。

LANが同時に開発され、LANが登場するまで、ディスケットを回してデータを交換するオフィス内の自立型コンピューターを接続し、ダム端末を使用して運用していました。このような端末は、最初はPCに置き換えられ、その後、PCが接続された状態でメインフレームへの接続が切断されました。相互にまたはサーバーに。サーバーの使用は、これまでで最も一般的なLAN構成になりました。

LANの開発は、1990年代に2つの面に沿って進められました。競合するネットワークソフトウェアシステムが開発され、配線の変更が行われて、これまで以上に高速な通信速度が提供されました。ワイヤレス伝送は1990年代半ばに登場し、2000年代半ばまでに、米国電気電子学会が発行した802.11と呼ばれる新しい無線通信規格を使用してLANテクノロジーの最先端になりました。Wiを基盤として-1998年の認証機関としてのFiAlliance、「Wi-Fi」は無線通信を意味するようになりました。略語は Wi reless ありなさい デリティ。無線LANはWLANと呼ばれ、LAWNと呼ばれることもあります。

1990年代にも、インターネットの爆発的な発展によってもたらされたグローバルネットワーキングは、親密な関係を強化する役割を果たしてきました。地元そのようなネットワークに国内、実際には国際的なアクセスを与えることによるLANの側面。実際、LANテクノロジーは企業から家庭へと移行しています。多くの住宅では、複数のコンピューターがネットワーク接続でリンクされており、一部は有線で接続され、一部は無線リンクで接続されています。

LANの物理コンポーネント

LANの物理的特性には、パーソナルコンピュータをネットワークに接続するネットワークアクセスユニット（またはインターフェイス）が含まれます。これらのユニットは、実際にはコンピュータのマザーボードにインストールされているインターフェイスカードです。彼らの仕事は、接続を提供し、LANへのアクセスの可用性を監視し、データ転送速度を設定またはバッファリングし、送信エラーや衝突を防ぎ、LANからのデータをコンピュータで使用可能な形式にアセンブルすることです。

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ネットワークカードは、有線または無線信号のいずれかによってネットワークと通信できます。配線は2000年代半ばに最も一般的な形式のままですが、時間の経過とともに変化する可能性があります。配線を使用する場合は、伝送速度を決定します。最初のLANは、ケーブルテレビの配信に使用されたのと同じタイプの同軸ケーブルで接続されていました。これらの設備は比較的安価で、取り付けが簡単です。さらに重要なことに、これらは優れた帯域幅（システムのデータ転送速度）を提供し、最初は最大20メガビット/秒の伝送速度を可能にします。

1980年代に開発された別のタイプの配線では、通常のツイストワイヤペア（一般的に電話に使用されます）が使用されていました。ツイストワイヤペアの主な利点は、低コストとシンプルさです。欠点は、帯域幅がより制限されることです。

LAN配線のさらに最近の開発は、光ファイバーケーブルでした。このタイプの配線では、ガラスの細いストランドを使用して、端子間で光のパルスを送信します。それは途方もない帯域幅を提供し、非常に高い伝送速度を可能にし、（電子的ではなく光学的であるため）電磁干渉の影響を受けません。それでも、スプライシングは難しい場合があり、高度なスキルが必要です。ファイバーの主な用途は、コンピューター間ではなく、異なるフロアにあるLANバス（端末）間です。その結果、ファイバー分散データインターフェイスは主にライザーの構築に使用されます。個々のフロア内では、LAN設備は同軸またはツイストワイヤペアのままです。

ワイヤレス通信は、それ自体がカードまたは専用モデムである無線デバイス間で行われます。利点は、配線コストと手間を回避できることです。欠点は、距離の制限と干渉です。ワイヤレスシステムが信号暗号化を使用するように適切に構成されていない限り、「邪悪な双子」の問題が発生します。これは、不適切に構成されたネットワークに誤って干渉するため、通信に参加しているように見えるデバイスにラベルを付けるために使用されるフレーズです。

有線LANトポロジ

LANは、トポロジと呼ばれる、ノードコンピュータのいくつかの異なる物理的な配置で設計されています。これらのパターンは、直線からリングまでさまざまです。 LAN上の各端末は、システムへのアクセスを求めて他の端末と競合します。アクセスが確保されると、メッセージをすべての端末に一度にブロードキャストします。メッセージは、それが意図されている端末、またはこれらの倍数によってピックアップされます。分岐ツリートポロジはバスの拡張であり、2つ以上のバス間のリンクを提供します。

3番目のトポロジであるスターネットワークも、競合とブロードキャストの点でバスのように機能します。しかし、スターでは、ステーションはアクセスを管理する単一の中央ノード（個々のコンピューター）に接続されています。これらのノードのいくつかは互いに接続されている場合があります。たとえば、6つのステーションにサービスを提供するバスは、10のステーションにサービスを提供する別のバスと12のステーションに接続する3番目のバスに接続できます。スタートポロジは、接続機能が同軸またはツイストワイヤペアである場合に最もよく使用されます。

リングトポロジは各ステーションを独自のノードに接続し、これらのノードは循環的に接続されます。ノード1はノード2に接続され、ノード2はノード3に接続され、最後のノードはノード1に接続されます。LANを介して送信されたメッセージは各ノードによって再生成されますが、宛先によってのみ保持されます。最終的に、メッセージは送信ノードに循環して戻り、ストリームからメッセージが削除されます。

LANで使用される送信方法

LANは、その伝送容量がシステム上のどの単一端末よりも大きいために機能します。その結果、各ステーション端末は、タイムシェアリングの取り決めのように、LAN上で一定の時間を提供することができます。この小さな機会を節約するために、ステーションはメッセージをコンパクトなパケットに編成し、すばやく配信できるようにします。 2つのメッセージが同時に送信されると、LAN上で衝突し、システムが一時的に中断する可能性があります。忙しいLANは通常、整然とした非競合アクセスを提供することで衝突の問題を事実上排除する特別なソフトウェアを利用します。

LANで使用される伝送方法は、ベースバンドまたはブロードバンドのいずれかです。ベースバンド媒体は、方形波DC電圧で構成される高速デジタル信号を使用します。高速ですが、一度に1つのメッセージしか収容できません。その結果、競合が少ない小規模なネットワークに適しています。また、使い方は非常に簡単で、チューニングや周波数裁量回路は必要ありません。この伝送媒体は、ネットワークアクセスユニットに直接接続することができ、ツイストワイヤペア設備での使用に適しています。

対照的に、ブロードバンドメディアは、ケーブルテレビのように、信号を特別な周波数に調整します。ステーションは、情報を受信するために特定のチャネルにチューニングするように情報をシグナリングすることによって指示されます。ブロードバンドメディア上の各チャネル内の情報もデジタルである可能性がありますが、周波数によって他のメッセージから分離されています。その結果、媒体は一般に同軸ケーブルなどのより大容量の設備を必要とします。忙しいLANに適したブロードバンドシステムでは、ネットワークアクセスユニットでチューニングデバイスを使用する必要があります。このデバイスは、必要な単一チャネルを除くすべてを除外できます。

ファイルサーバー

LANの管理ソフトウェアは、専用のファイルサーバーにあります。小さくて忙しくないLAN。またはファイルサーバーとして機能するパーソナルコンピュータ。ファイルサーバーは、一種のトラフィックコントローラーとして機能するだけでなく、ハードドライブで共有用のファイルを保持し、オペレーティングシステムなどのアプリケーションを管理し、機能を割り当てます。

1台のコンピューターをワークステーションとファイルサーバーの両方として使用する場合、そのプロセッサーは一度に複数のタスクを実行する必要があるため、応答時間が遅くなる可能性があります。このシステムは、LAN上のさまざまなコンピューターに特定のファイルを保存します。その結果、1台のマシンがダウンすると、システム全体が機能しなくなる可能性があります。容量不足が原因でシステムがクラッシュした場合、一部のデータが失われたり破損したりする可能性があります。

専用ファイルサーバーの追加にはコストがかかる場合がありますが、分散システムに比べていくつかの利点があります。一部のマシンがダウンしている場合でもアクセスを確保することに加えて、その唯一の義務はファイルを保持してアクセスを提供することです。

その他のLAN機器

LANは、距離、インピーダンス、負荷などのネットワークの物理的特性のため、一般にサイズが制限されています。リピーターなどの一部の機器は、LANの範囲を拡張できます。リピーターには処理能力はありませんが、インピーダンスによって弱められた信号を再生するだけです。処理能力を備えた他のタイプのLAN機器には、ゲートウェイが含まれます。ゲートウェイは、異なるプロトコルを操作するLANが、ASCIIなどのより単純なコードに情報を変換することによって情報を渡すことを可能にします。ブリッジはゲートウェイのように機能しますが、中間コードを使用する代わりに、あるプロトコルを別のプロトコルに直接変換します。ルーターは、代替パスを介した通信を管理することを除いて、基本的にブリッジと同じ機能を実行します。ゲートウェイ、ブリッジ、およびルーターはリピーターとして機能し、より長い距離で信号をブーストできます。また、異なる建物にある別々のLANが相互に通信できるようにします。

任意の距離での2つ以上のLANの接続は、ワイドエリアネットワーク（WAN）と呼ばれます。 WANでは、電話回線や電波によって実行される可能性のあるダイヤルアップ接続を有効にするために、オペレーティングシステムで特別なソフトウェアプログラムを使用する必要があります。場合によっては、異なる都市にある別々のLAN、さらには別々の国にあるLANが、パブリックネットワークを介してリンクされていることがあります。

LANの難しさ

LANは、さまざまな種類の伝送エラーの影響を受けやすくなっています。モーター、電力線、静電気源からの電磁干渉、および腐食による短絡は、データを破壊する可能性があります。ソフトウェアのバグやハードウェアの障害も、配線や接続の不規則性と同様に、エラーを引き起こす可能性があります。 LANは通常、バッテリーなどの無停電電源装置をオフにし、バックアップソフトウェアを使用して最新のアクティビティを呼び出し、保存されていない資料を保持することで、これらのエラーを補正します。一部のシステムは、2つのファイルサーバーを維持し、障害を回避するための代替配線を維持するなど、冗長性を考慮して設計されている場合があります。

セキュリティの問題もLANの問題になる可能性があります。使用するデータは多くの異なるネットワークソースに分散されていることが多いため、管理やアクセスが難しい場合があります。さらに、多くの場合、これらのデータはいくつかの異なるワークステーションおよびサーバーに保存されます。ほとんどの企業には、これらの問題に対処し、LANソフトウェアの使用を担当する特定のLAN管理者がいます。また、ファイルをバックアップし、失われたファイルを回復するために機能します。

LANの購入

LANがビジネスに適しているかどうかを検討するときは、いくつかのことを考慮する必要があります。関係するコストと必要な管理サポートは、多くの場合、合理的な予測をはるかに超えています。潜在的なコストの完全な会計には、機器の購入価格、スペアパーツ、税金、設置コスト、人件費と建物の改造、許可などの要素を含める必要があります。運用コストには、予測されるパブリックネットワークトラフィック、診断、および定期的なメンテナンスが含まれます。さらに、購入者は、アップグレード、拡張、およびエンジニアリング調査に関連する潜在的なコストのスケジュールを探す必要があります。

ベンダーは、システムのインストールと調整で提供されるサポートの程度を明示的に詳述する契約に同意する必要があります。さらに、ベンダーは、システムのパフォーマンスが規定の基準を超えた場合に、会社が即座に無料で修理できるように拘束する保守契約を提供する必要があります。これらの要因はすべて、潜在的なベンダーに配布される提案依頼書で対処する必要があります。

LANは家庭用に購入することもできます。当初、これらのキットは高価で低速であり、家庭の電話回線を介してデータを送信していました。より速く、より手頃な価格で、ワイヤレステクノロジーを使用して、複数のコンピューターでプリンターを共有したり、他のLAN機能を実行したりできる新製品が登場しました。このテクノロジーにより、電話回線、ケーブル接続、およびLANを同時に使用できるため、自宅で仕事をしている中小企業の経営者に最適です。