Одноранговые сети. Преимущества, недостатки
Одноранговая сеть – сеть, основанная на равноправии участников. В такой сети отсутствуют серверы, а каждый узел является как клиентом, так и сервером. Преимущество одноранговых сетей заключается в том, что разделяемыми ресурсами могут являться ресурсы всех компьютеров в сети и нет необходимости копировать все используемые сразу несколькими пользователями файлы на сервер. Любой пользователь сети имеет возможность использовать все данные, хранящиеся на других компьютерах сети, и устройства, подключенные к ним. Затраты на организацию одноранговых вычислительных сетей относительно небольшие. Однако при увеличении числа рабочих станций эффективность их использования резко уменьшается. Основной недостаток работы одноранговой сети заключается в значительном увеличении времени решения прикладных задач. Это связано с тем, что каждый компьютер сети отрабатывает все запросы, идущие к нему со стороны других пользователей. Следовательно, в одноранговых сетях каждый компьютер работает значительно интенсивнее, чем в автономном режиме. Существует еще несколько важных проблем, возникающих в процессе работы одноранговых сетей: возможность потери сетевых данных при перезагрузке рабочей станции и сложность организации резервного копирования. 44
Сети с выделенным сервером. Преимущества, недостатки
Сеть с выделенным сервером — это локальная вычислительная сеть, в которой сетевые устройства централизованы и управляются одним или несколькими серверами. Индивидуальные рабочие станции или клиенты должны обращаться к ресурсам сети через сервер(ы). Преимущества Сервер спроектирован так, чтобы предоставлять доступ к множеству файлов и принтеров, обеспечивая при этом высокую производительность и защиту. Администрирование Администрирование и управление доступом к данным осуществляется централизованно. Ресурсы, как правило, расположены также централизованно, что облегчает их поиск и поддержку. Резервное копирование данных Поскольку жизненно важная информация расположена централизованно, т.е. сосредоточена на одном или нескольких серверах, нетрудно обеспечить ее регулярное резервное копирование (backup). Избыточность Благодаря избыточным системам данные на любом сервере могут дублироваться в реальном времени, поэтому в случае повреждения основной области хранения данных информация не будет потеряна — легко воспользоваться резервной копией. Количество пользователей Сети на основе сервера способны поддерживать тысячи пользователей. Сетями такого размера, будь они одноранговыми, было бы невозможно управлять. Аппаратное обеспечение Так как компьютер пользователя не выполняет функций сервера, требования к его характеристикам зависят от потребностей самого пользователя. Типичный компьютер-клиент имеет, по крайней мере, 486-й процессор и от 8 до 16 Мб оперативной памяти. Недостатки Сеть не будет работать, при выходе сервера из строя. Необходимость покупки сервера. 45
Протоколы передачи данных. Устройство сетевого пакета
Протокол – условный язык передачи данных по сети и организации адресации. Устройство пакета Примеры протоколов TCP/IP (IPv4, IPv6). Адреса имеют вид x.x.x.x (x [0. .255]), для IPv4. Для IPv6 адрес имеет вид x:x:x:x:x:x:x:x (x [0. . ]) IPX/SPX. В качестве адреса IPX использует идентификатор, образованный из четырёхбайтного номера сети (назначаемого маршрутизаторами) и MAC-адреса сетевого адаптера. NetBEUI. Протокол локальных сетей от Microsoft. Адреса устанавливаются администраторами устройств. Пример: HOMESTATION 46
Критерии классификации сетей. Топология
Классификация сетей По скорости передачи (<10 мб – низк., 10-100 средн., 10 1 гб выс.,>1 гб сверх. скоростные) По типу используемого кабеля По типу соединения кабеля По типу передаваемых пакетов Топология – один из видов классификации системы. Топологии соединения сетевых устройств Bus (шина) – общий кабель, к которому подключены все компьютеры. Медленная, самая простая. Максимальная длина кабеля между крайними станциями 185 метров. Максимальная длина кабеля между двумя соседними машинами – 60 метров Star (звезда) – все компьютеры сети подключены к концентратору или коммутатору. Относительно быстрая, надежная Ring (кольцо) – каждый компьютер соединен только с двумя другими. Сигнал идет в определенном направлении. Простота установки. Можно использовать маркер (один маркер на сеть, вещать может тот, у кого есть маркер, маркер передается) Mesh (ячеистая) – каждый компьютер соединен с несколькими другими. Сложная, надежная, быстрая, дорогая Hybrid (смешанная) – совмещение предыдущих 47
9.1 Одноранговая сеть
Характер взаимодействия компьютеров в локальной сети принято связывать с их функциональным назначением. Как и в случае прямого соединения, в рамках локальных сетей используется понятие клиент и сервер. Технология клиент-сервер — это особый способ взаимодействия компьютеров в локальной сети, при котором один из компьютеров (сервер) предоставляет свои ресурсы другому компьютеру (клиенту). В соответствии с этим различают одноранговые сети и серверные сети.
При одноранговой архитектуре в сети отсутствуют выделенные серверы, каждая рабочая станция может выполнять функции клиента и сервера. В этом случае рабочая станция выделяет часть своих ресурсов в общее пользование всем рабочим станциям сети. Как правило, одноранговые сети создаются на базе одинаковых по мощности компьютеров. Одноранговые сети являются достаточно простыми в наладке и эксплуатации. В том случае, когда сеть состоит из небольшого числа компьютеров и ее основной функцией является обмен информацией между рабочими станциями, одноранговая архитектура является наиболее приемлемым решением. Подобная сеть может быть достаточно быстро и просто реализована средствами такой популярной операционной системы как Windows .
Наличие распределенных данных и возможность изменения своих серверных ресурсов каждой рабочей станцией усложняет защиту информации от несанкционированного доступа, что является одним из недостатков одноранговых сетей. Понимая это, разработчики начинают уделять особое внимание вопросам защиты информации в одноранговых сетях.
Другим недостатком одноранговых сетей является их более низкая производительность. Это объясняется тем, что сетевые ресурсы сосредоточены на рабочих станциях, которым приходится одновременно выполнять функции клиентов и серверов.
В такой сети нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и нет единого устройства для хранения данных. В одноранговой сети все компьютеры равноправны, каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер. Пользователи самостоятельно решают, какие данные на своем компьютере сделать общедоступными. Сетевая операционная система распределена по всем рабочим станциям. Каждая станция может обслуживать запросы от других рабочих станций и направлять свои запросы на обслуживание в сеть. Пользователю сети доступны все устройства, подключенные к другим станциям.
Одноранговая сеть характеризуется рядом стандартных решений:
1. Компьютеры расположены на рабочих столах пользователей;
2. Пользователи сами выступают в роли администраторов и обеспечивают защиту информации;
3. Для объединения компьютеров в сеть применяется простая кабельная система.
Целесообразность применения одноранговых сетей.
Одноранговая сеть вполне подходит там, где:
1. Количество пользователей не превышает 10 человек;
2. Пользователи расположены компактно;
3. Вопросы защиты данных не актуальны;
4. В обозримом бедующем не ожидается расширения фирмы и, следовательно, сети.
Если эти условия выполняются, то выбор одноранговой сети будет более правильным, чем выбор сети на основе сервера.
Достоинства одноранговых сетей:
1. Низкая стоимость и высокая надежность.
Недостатки одноранговых сетей:
1. Зависимость эффективности работы сети от количества станций (компьютеров);
2. Сложность управления сетью;
3. Сложность обеспечения защиты информации;
4. трудности обновления и изменения программного обеспечения станций.
Одноранговая сеть
В одноранговой сети каждый компьютер может соединиться с любым другим компьютером, к которому он подключен (рис. 2). Фактически каждый компьютер может работать и как клиент, и как сервер; если компьютер предоставляет доступ к принтерам, папкам, дискам и прочим ресурсам другим компьютерам, то в одноранговой сети он является сервером. Именно поэтому в контексте одноранговых сетей упоминаются серверные и клиентские процессы. К такой сети может подключаться от двух компьютеров до нескольких сотен. Хотя не существует теоретического ограничения количества систем, формирующих одноранговую сеть, в сетях, охватывающих более 10 компьютеров, существенно снижается производительность и возникают проблемы безопасности данных.
Кроме того, согласно рекомендации Microsoft, одноранговая сеть ограничена 10 компьютерами, работающими под управлением ОСWindows 2000 Professional или XP Professional и разделяющими ресурсы с другими системами. Следовательно, для формирования сети более чем с 10 компьютерами рекомендуется применять концепцию клиент/сервер.
Одноранговая сеть устанавливается, как правило, в небольших офисах или отделах больших организаций. Преимуществом сети этого типа является то, что нет необходимости назначать какой-нибудь из компьютеров файл-сервером. Большинство одноранговых сетей позволяют разделять любое устройство, подключенное к любому компьютеру сети.
Ðèñ. 2. Логическая архитектура типичной одноранговой сети
К недостаткам можно отнести низкую безопасность передаваемой информации и слабый контроль за сетью, в то время как сеть клиент/сервер позволяет осуществлять централизированное администрирование.
Сравнение одноранговой сети и сети клиент/сервер
В сети клиент/сервер обеспечивается надлежащий уровень безопасности, более высокая производительность, резервное копирование данных и возможность использования дополнительных источников питания, а также дисковых массивов RAID. Однако стоимость создания и поддержки сети достаточно высока. В табл. 1 приведены сравнительные характеристики одноранговой сети и сети клиент/сервер.
Таблица 1. Сравнение одноранговой сети и сети клиент/сервер
Реализуется с помощью списка разрешений пользователей/групп; один пароль обеспечивает доступ пользователя только к тем ресурсам, которые определены в списке доступа; пользователь может иметь несколько уровней доступа
Реализуется с помощью списка паролей каждого ресурса; для доступа к каждому ресурсу необходим отдельный пароль; доступ по типу «все или ничего»; нет централизованного списка пользователей
Высокая, поскольку доступ осуществляется на уровне пользователя или группы
Низкая, поскольку, узнав пароль, любой сможет получить доступ к совместно используемым ресурсам
Высокая, поскольку в сервере используется самое современное и высокопроизводительное аппаратное обеспечение
Низкая, поскольку сервер часто выступает в роли рабочей станции
Высокая из-за специального аппаратного обеспечения, устанавливаемого на сервер
Низкая, поскольку рабочая станция может становиться сервером, предоставляя в совместное использование собственные ресурсы
Стоимость программного обеспечения
Нередко лицензия на рабочую станцию является частью лицензии сетевой операционной системы (Windows NT, Windows 2000 Server, .NET Server è Novell NetWare)
Бесплатное, все клиентское программное обеспечение включается в поставку операционных систем Windows 9x/Me/NT Workstation/2000 Professional/XP
Централизованное, поскольку данные хранятся на сервере; можно использовать самые современные устройства для резервного копирования данных
Решает пользователь; обычно для каждой рабочей станции используется собственное устройство для резервного копирования данных
Двойное электропитание; возможность «горячего» подключения устройств; обычно сервер автоматически подключает резервные устройства по мере необходимости
Не обладает такими возможностями; сбои в системе необходимо устранять вручную; высока вероятность потери важных данных
 Windows 9õ/Me и Windows NT/2000/XP встроена поддержка одноранговой сети необходимо лишь подключить кабель к сетевому адаптеру, установить несколько параметров и разрешить совместное использование ресурсов. Поскольку начиная с Windows 95 во всех операционных системах Microsoft используется технология Pulg and Play, установка сетевой интерфейсной платы не составляет особого труда. После этого остается лишь подобрать нужный кабель и смело формировать одноранговую сеть.