Информационные технологии в локальных и корпоративных сетях
Современные информационные технологии продолжают возникшую в конце 70-х гг. тенденцию к развитию распределенной обработки данных. Начальным этапом развития таких методов обработки информации явились многомашинные системы, которые представляли собой совокупность вычислительных машин различной производительности, объединенных в систему с помощью каналов связи. Высшей стадией распределенных технологий обработки данных являются компьютерные сети различных уровней — локальные, корпоративные, глобальные.
В общем виде компьютерная сеть представляет собой систему взаимосвязанных и распределенных компьютеров, ориентированных на коллективное использование ресурсов сети, в качестве которых используются аппаратные, программные и информационные ресурсы:
Информационные ресурсы сети представляют собой базы данных общего и индивидуального применения, ориентированные на решаемые в сети задачи.
Аппаратные ресурсы сети составляют компьютеры различных типов, средства территориальных систем связи, аппаратура связи и согласования работы сетей одного и того же уровня или различных уровней.
Программные ресурсы сети представляют собой комплекс программ для планирования, организации и осуществления коллективного доступа пользователей к общесетевым ресурсам, автоматизации процессов обработки информации, динамического распределения и перераспределения общесетевых ресурсов с целью повышения оперативности и надежности удовлетворения запросов пользователей.
Назначение компьютерных сетей:
- обеспечить надежный и быстрый доступ пользователей к ресурсам сети и организовать коллективную эксплуатацию этих ресурсов;
- обеспечить возможность оперативного перемещения информации на любые расстояния с целью своевременного получения данных для принятия управленческих решений.
Компьютерные сети позволяют автоматизировать управление отдельными организациями, предприятиями, регионами. Возможность концентрации в компьютерных сетях больших объемов информации, общедоступность этих данных, а также программных и аппаратных средств обработки и высокая надежность функционирования — все это позволяет улучшить информационное обслуживание пользователей и резко повысить эффективность применения средств вычислительной техники.
Использование компьютерных сетей предоставляет следующие возможности:
- Организовать параллельную обработку данных несколькими ПК.
- Создавать распределенные базы данных, размещаемые в памяти различных компьютеров.
- Специализировать отдельные компьютеры для эффективного решения определенных классов задач.
- Автоматизировать обмен информацией и программами между отдельными компьютерами и пользователями сети.
- Резервировать вычислительные мощности и средства передачи данных на случай выхода из строя отдельных ресурсов сети с целью быстрого восстановления нормальной работы сети.
- Перераспределять вычислительные мощности между пользователями сети в зависимости от изменения потребностей и сложности решаемых задач.
- Сочетать работу в различных режимах: диалоговом, пакетном, режиме «запрос-ответ», режиме сбора, передачи и обмена информацией.
Таким образом, можно отметить, что особенностью использования компьютерных сетей является не только приближение аппаратных средств непосредственно к местам возникновения и использования информации, но и разделение функций обработки и управления на отдельные составляющие с целью их эффективного распределения между несколькими компьютерами, а также обеспечение надежного доступа пользователей к вычислительным и информационным ресурсам и организация коллективной эксплуатации этих ресурсов.
Как показывает практика, за счет расширения возможностей обработки данных, лучшей загрузки ресурсов и повышения надежности функционирования системы в целом стоимость обработки информации в компьютерных сетях не менее, чем в полтора раза ниже по сравнению с обработкой аналогичных данных на автономных (локальных) компьютерах.
Компьютерные сети можно классифицировать по разным признакам, представленным на рис. 6.1.
Характеристика различных видов компьютерных сетей представлена в табл. 6.1.
| Вид компьютерной сети | Характеристика |
|---|---|
| По территориальной рассредоточенности | |
| Глобальные | Объединяют пользователей, расположенных по всему миру. Взаимодействие абонентов осуществляется посредством спутниковый каналов связи и телефонных линий |
| Региональные | Объединяют пользователей города, области, небольших стран и в качестве каналов связи чаще всего используют телефонные линии |
| Локальные | Связывают абонентов одной организации, расположенных в одном или нескольких близлежащих зданиях. Для связи абонентов используется единый высокоскоростной канал передачи данных |
| По типу ПК, входящих в сеть | |
| Гомогенные | Сети, состоящие из программно совместимых компьютеров |
| Гетерогенные | Сети, в состав которых входят программно несовместимые компьютеры |
| По типу организации передачи данных | |
| С коммутацией каналов | Характеризуются установлением прямой связи с абонентом на некоторое время в пределах общей очереди. Основным недостатком такой связи является ожидание соединения в общей очереди. Положительным качеством такой передачи является тот факт, что передача не может быть осуществлена вне очереди (произвольно), что повышает достоверность передачи информации в целом |
| С коммутацией сообщений | Характеризуются наличием узлов коммутации, которые получают сообщение, запоминают его и, в случае освобождения канала связи с абонентом по определенному адресу, передают это сообщение. Положительной стороной такой передачи является минимальное время ожидания, отрицательной — то, что сеть получается более дорогой (необходимо разработать специальное программное обеспечение узла коммутации), а при передаче большого объема информации (1 млн. байт) канал может быть занят несколько часов |
| С коммутацией пакетов | Позволяют длинное сообщение на передающем пункте разбивать на пакеты сообщений. Информация передается пакетами. Положительная сторона такого способа передачи — сокращается время ожидания передачи, отрицательная — необходимость иметь программное обеспечение, позволяющее разбивать на передающем пункте сообщение на пакеты с заголовком, адресом и контрольным числом, а на принимающем пункте — сборку сообщения по идентификатору |
| По режиму передачи данных | |
| Широковещательные | Характеризуются тем, что в каждый момент времени на передачу данных может работать только одна рабочая станция, а все остальные станции в это время работают на прием |
| Последовательные | Характеризуются тем, что передача данных производится последовательно от одной станции к соседней, причем на разных участках сети могут использоваться различные виды физической передающей среды |
| По характеру реализуемых функций | |
| Вычислительные | Предназначены для решения задач управления на основе вычислительной обработки исходной информации |
| Информационные | Предназначены для получения справочных данных по запросу пользователей |
| Смешанные | Реализуют вычислительные и информационные функции |
| По способу управления | |
| С централизованным управлением | Компьютерная сеть, в которой все функции управления и координации выполняемых сетевых операций сосредоточены в одном или нескольких управляющих компьютерах |
| С децентрализованным управлением | Компьютерная сеть, в которой каждый узел сети имеет полный набор программных средств для координации выполняемых сетевых операций |
| Смешанные | Компьютерные сети, в которых в определенном сочетании реализованы принципы централизованного и децентрализованного управления, например, задачи с высшим приоритетом решаются под централизованным управлением, а остальные задачи — под децентрализованным |
Классификация компьютерных сетей
Локальная вычислительная сеть (ЛВС) представляет совокупность компьютеров, расположенных на ограниченной территории и объединенных каналами связи для обмена информацией и распределенной обработки данных.
Основные задачи ЛВС
Организация ЛВС позволяет решать следующие задачи:
· обмен информацией между абонентами сети;
· обеспечение распределенной обработки данных, связанное с объединением АРМ всех специалистов данной организации в сеть;
· поддержка принятие управленческих решений, предоставляющая руководителям и управленческому персоналу организации достоверную и оперативную информацию, необходимую для оценки ситуации и принятия правильных решений;
· организация собственных информационных систем, содержащих автоматизированные банки данных;
· коллективное использование ресурсов.
По признаку распределения функций локальные компьютерные сети делятся на: одноранговые и иерархические.
В одноранговой сети компьютеры равноправны по отношению друг к другу. Каждый пользователь сети решает сам, какие ресурсы своего компьютера он предоставит в общее пользование.
Имя и пароль присваиваются самостоятельно владельцем ПК средствами ОС.
В одноранговой сети владелец компьютера отвечает за сохранность и работоспособность ресурсов своего компьютера, он может отменять коллективный доступ к ресурсам, вновь объявляя их локальными.
Одноранговое разделение ресурсов является вполне приемлемым для малых офисов с 5 – 10 пользователями, объединяя их в рабочую группу.
В них нет серверов, а сетевая ОС распределена по рабочим станциям.
Достоинства:
Отсутствие профессионала – системного администратора.
Сложность обеспечения защиты информации.
Зависимость скорости обработки данных от количества рабочих станций.
Иерархическая (многоранговая) сеть- это сеть с выделенным сервером, на котором регистрируются пользователи сети. Ресурсы сервера предоставляются рабочим станциям, которые соединены с ним.
В то же время ресурсы рабочих станций серверу недоступны.
В качестве выделенного сервера может выступать большой мощный компьютер той же платформы что и рабочие станции, либо специальный на котором установлена сетевая операционная система.
Достоинства:
Повышенная конфиденциальность и надежность хранения информации.
Для современных локальных компьютерных сетей типичной является смешанная сеть, объединяющая рабочие станции и серверы, причем часть рабочих станций образует одноранговые сети, а другая часть принадлежит иерархическим сетям.
Основные компоненты ЛВС
ЛВС включают следующие основные компоненты:
Рабочие станции
Сетевые адаптеры