Территориально-распределенные сети.
Самые первые типы локальных сетей не могли соответствовать потребностям крупных предприятий, офисы которых обычно расположены в различных местах. Так на основе локальных сетей возникли более крупные системы.
Сегодня, когда географические рамки сетей раздвигаются, чтобы соединить пользователей из разных городов и государств, ЛВС превращаются в глобальную вычислительную сеть (ГВС – WAN) Wide – Area Networks, а количество компьютеров в сети уже может варьироваться от десятка до нескольких тысяч.
Подключенные к локальной сети миникомпьютеры и мэйнфреймы, обычно выполняют роль главного компьютера (host), а персональные компьютеры используются в этом случае, в качестве терминалов и подключаются по телефонным коммутируемым и выделенным линиям.
Скорость передачи данных по таким каналам сравнительно невысока (в десятки и сотни раз меньше, чем скорость передачи данных в локальных сетях). Например, локальные сети Ethernet обеспечивают передачу данных со скоростью 10 Мбит/с, а Fast Ethernet 100 Мбит/с. скорость передачи данных в территориально-распределенной сети, использующей часть канала Т1, определяется количеством доступных 64 – килобайтных каналов (до 24). Таким образом, максимальная скорость передачи данных в территориально-распределенной сети с каналом Т1 может составлять всего 1,544 Мбит/с.
Теоретически, максимальные размеры территориально-распределенной сети ничем не ограничены. На практике же элементы, разнесенные на большие расстояния (например, за пределы одной страны), обычно подключаются к различным сетям, которые соединяются между собой. Такой подход называется объединением сетей (Internetworking). Если быть до конца точным, то такие системы следует называть “территориально-распределенными объединениями сетей” (Wide Area Internetworks, WAI). Одна из наиболее старых, широко известных и популярных объединенных сетей — это сеть ARPAnet американского министерства обороны, которая стала источником огромного количества концепций и протоколов, применяемых в современных территориально-распределенных сетях.
Конфигурация локальных сетей.
В конфигурации локальных сетей выделяются группы, определяющие различные уровни взаимоотношений сетевых узлов. Существуют два таких подразделения:
В этом отношении локальные сети могут базироваться на сервере (server) — централизованные сети либо быть одноранговыми (peer-to-peer).
Эти отношения определяют способ передачи данных по сети. Локальные сети могут отличаться архитектурой (Ethernet, Token Ring, FDDI и т.д.) и топологией (шинная, кольцевая, “звезда”).
Определим несколько понятий.
Одноранговая сеть. Сеть, в которой каждая рабочая станция может разделить все, некоторые (или вообще никакие) из ее ресурсов с другими рабочими станциями сети.
Сеть с разделением ресурсов. В сети такого типа один или несколько центральных серверов получают и отправляют файлы, а также содержат используемые рабочими станциями ресурсы. Рабочие станции не могут использовать ресурсы друг друга и сами выполняют все вычисления.
Сеть на базе технологии клиент/сервер. Приложения, использующие эту технологию, разделены на части – клиентскую и серверную. Клиентская часть приложения принимает вводимые пользователем данные, подготавливает серверу запросы. Серверная часть приложения принимает запросы клиентов, обрабатывает их и выполняет задание, запрос на которое получает от клиента. Затем клиентская часть приложения сообщает пользователю результаты работы сервера.
3.5. Классификация вычислительных сетей
В зависимости от территориального расположения абонентских систем вычислительные сети можно разделить на три основных класса:
— глобальные сети (WAN – Wide Area Network),
— региональные сети (MAN – Metropolitan Area Network),
— локальные сети (LAN – Local Area Network).
Глобальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные вычислительные сети позволяют решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.
Региональная вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов внутри большого города, экономического региона, отдельной страны. Обычно расстояние между абонентами региональной вычислительной сети составляет десятки – сотни километров.
Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов локальной вычислительной сети. Обычно такая сеть привязана к конкретному месту. К классу локальных вычислительных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов и т.д. Протяженность такой сети можно ограничить пределами 2 – 2,5 км.
Объединение глобальных, региональных и локальных вычислительных сетей позволяет создавать многосетевые иерархии. Они обеспечивают мощные, экономически целесообразные средства обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам. На рис.3 приведена одна из возможных иерархий вычислительных сетей. Локальные вычислительные сети могут входить как компоненты в состав региональной сети, региональные сети – объединяться в состав глобальной сети и, наконец, глобальные сети могут также образовывать сложные структуры.
В зависимости от полосы канала сети делятся на:
— узкополосные – немодулированная передача только одного сообщения в любой момент времени; такая передача свойственна большинству локальных сетей;
— широкополосные – одновременная передача нескольких сообщений по частотно разделенным каналам.
3.6. Особенности организации
Основное назначение любой компьютерной сети – предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям. С этой точки зрения локальную вычислительную сеть можно рассматривать как совокупность серверов и рабочих станций.
Сервер – это компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами. Серверы могут осуществлять хранение данных, управление базами данных, удаленную обработку заданий, печать заданий и ряд других функций, потребность в которых может возникнуть у пользователей сети. Сервер – источник ресурсов сети.
Рабочая станция – персональный компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам. Рабочая станция сети функционирует как в сетевом, так и в локальном режиме. Она оснащена собственной операционной системой, обеспечивает пользователя всеми необходимыми инструментами для решения прикладных задач.
Компьютерные сети реализуют распределенную обработку данных. Обработка данных в этом случае распределена между двумя объектами: клиентом и сервером. Клиент – задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети. Архитектура клиент – сервер может использоваться как в одноранговых ЛВС, так и в сети с выделенным сервером.
По соотношению узлов вычислительные сети делятся на:
— одноранговые – небольшие сети, где каждый узел может являться и клиентом, и сервером;
— распределенные – сеть без лидера, в которой сервером называется машина, программа или устройство, обеспечивающее сервис, но не управление сетью;
— сети с централизованным управлением, основанные на сервере, наделяющем остальные узлы правами использования ресурсов.
Одноранговая сеть. В такой сети нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и нет единого устройства для хранения данных. Сетевая операционная система распределена по всем рабочим станциям. Пользователю сети доступны все устройства, подключенные к другим станциям (диски, принтеры).
Достоинства одноранговых сетей:
низкая стоимость и высокая надежность.
Недостатки одноранговых сетей:
— зависимость эффективности работы сети от количества станций;
— сложность управления сетью;
— сложность обеспечения защиты информации;
— трудности обновления и изменения программного обеспечения станций.
Наибольшей популярностью пользуются одноранговые сети на базе сетевых операционных систем LANtastic, NetWareLite.
Сеть с выделенным сервером (с централизованным управлением). В такой сети один из компьютеров выполняет функции хранения данных, предназначенных для использования всеми рабочими станциями, управления взаимодействием между рабочими станциями и ряд сервисных функций. Такой компьютер обычно называют сервером сети. На нем устанавливается сетевая операционная система, к нему подключаются все разделяемые внешние устройства – жесткие диски, принтеры и модемы.
Взаимодействие между рабочими станциями в сети, как правило, осуществляется через сервер. Логическая организация такой сети может быть представлена звездообразной топологией. Роль центрального устройства выполняет сервер. В сетях с централизованным управлением существует возможность обмена информацией между рабочими станциями, минуя файл – сервер (компьютер с большой емкостью оперативной памяти, жесткими дисками большой емкости и дополнительными накопителями на магнитной ленте – стримерами). Для этого можно использовать программу Net Link. После запуска программы на двух рабочих станциях можно передавать файлы с диска одной станции на диск другой.
Достоинства сети с выделенным сервером:
— надежная система защиты информации;
— отсутствие ограничений на число рабочих станций;
— простота управления по сравнению с одноранговыми сетями.
Недостатки сети:
— высокая стоимость из-за выделения одного компьютера под сервер;
— зависимость быстродействия и надежности сети от сервера;
— меньшая гибкость по сравнению с одноранговой сетью.
Сети с выделенным сервером являются наиболее распространенными у пользователей компьютерных сетей. Сетевые операционные системы для таких сетей – LAN Server (IBM), Windows NT Server версий 3.51 и 4.0 NetWare (Novell).