1.4 Особенности организации вычислительных сетей
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.
Ш Сервер — 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.
Ш 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 (MS DOS, Windows и т.д.), обеспечивает пользователя всеми необходимыми инструментами для решения прикладных задач.
Особое внимание следует уделить одному из типов серверов — файловому серверу (File Server). В распространенной терминологии для него принято сокращенное название — файл-сервер.
Файл-сервер хранит данные пользователей сети и обеспечивает им доступ к этим данным. Это компьютер с большой емкостью оперативной памяти, жесткими дисками большой емкости и дополнительными накопителями на магнитной ленте (стримерами).
Он работает под управлением специальной операционной системы, которая обеспечивает одновременный доступ пользователей сети к расположенным на нем данным.
Файл-сервер выполняет следующие функции: хранение данных, архивирование данных, синхронизацию изменений данных различными пользователями, передачу данных.
Для многих задач использование одного файл-сервера оказывается недостаточным. Тогда в сеть могут включаться несколько серверов. Возможно также применение в качестве файл-серверов мини-ЭВМ.
Управление взаимодействием устройств в сети
Информационные системы, построенные на базе компьютерных сетей, обеспечивают решение следующих задач: хранение данных, их обработка, организация доступа пользователей к данным, передача данных и результатов обработки данных пользователям.
В системах централизованной обработки эти функции выполняла центральная ЭВМ (Mainframe, Host). 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.
В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения сложных процедур, чтение файла, поиск информации в базе данных и т. д.
Сервер, определенный ранее, выполняет запрос, поступивший от клиента. Результаты выполнения запроса передаются клиенту. Сервер обеспечивает хранение данных общего пользования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту.
Клиент обрабатывает полученные данные и представляет результаты обработки в виде, удобном для пользователя. В принципе обработка данных может быть выполнена и на сервере. Для подобных систем приняты термины- системы клиент-сервер или архитектура клиент-сервер.
Архитектура клиент-сервер может использоваться как в одноранговых локальных вычислительных сетях, так и в сети с выделенным сервером.
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. Каждая станция сети может выполнять функции как клиента, так и сервера. Она может обслуживать запросы от других рабочих станций и направлять свои запросы на обслуживание в сеть.
Пользователю сети доступны все устройства, подключенные к другим станциям (диски, принтеры).
Достоинства одноранговых сетей:
o низкая стоимость и высокая надежность.
Недостатки одноранговых сетей:
o зависимость эффективности работы сети от количества станций
o сложность управления сетью
o сложность обеспечения защиты информации
o трудности обновления и изменения программного обеспечения станций
Сеть с выделенным сервером.
В сети с выделенным сервером 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.
Достоинства сети с выделенным сервером
o надежная система защиты информации
o отсутствие ограничений на число рабочих станций
o простота управления по сравнению с одноранговыми сетями
o высокая стоимость из-за выделения одного компьютера под сервер
o зависимость быстродействия и надежности сети от сервера
o меньшая гибкость по сравнению с одноранговой сетью
o сети с выделенным сервером являются наиболее распространенными у пользователей компьютерных сетей
1.4. Компьютерные сети
Компьютерной сетью называется совокупность взаимосвязанных через каналы передачи информации компьютеров, обеспечивающих пользователей средствами обмена информацией и коллективного использования ресурсов сети (аппаратных, программных и информационных).
Сети различаются целями использования, возможностями предоставления услуг, расстояниями, на которых обеспечивается связь. Компьютеры в сети обладают разными возможностями и используются с разными целями (одни – поставщики услуг, другие – получатели).
Компьютер-сервер комплектуется множеством сетевых плат (адаптеров), обеспечивающих подключение к сети, и по своим возможностям (память, производительность и т.д.) значительно превосходит компьютеры пользователей.
В режиме терминала можно лишь послать запрос и получить результат его выполнения. В режиме рабочей станции, кроме этого, возможна еще и обработка полученной информации.
В сети имеются общедоступные компьютеры, которые предоставляют информационные и вычислительные услуги всем пользователям, чьи компьютеры объединены данной сетью. Такие компьютеры называются серверами. Кроме этого, в глобальных сетях сервером называют место в сети, выполняющее какие-либо услуги, которое может представлять собой не только компьютер, но и локальную сеть. Пользовательские ЭВМ могут работать в двух режимах: режим терминала (посыл запроса и получение результата его выполнения) и рабочей станции(помимо возможностей терминала возможна обработка полученной информации). Комп-сервер комплектуется сетевыми платами, которые обеспечивают подключение к сети. Эти копмы по возможностям превосходят рабочие станции.
Главная отличительная особенность локальной сети заключается в том, что, как правило, все объединяемые ею компьютеры связаны единым высокоскоростным каналом связи. Существуют проводные и беспроводные (радио) каналы. Обычно в локальных сетях создаются общие базы данных для работы пользователей.
На больших расстояниях этот способ неприемлем из-за неизбежного затухания высокочастотных сигналов, в этих случаях приходится прибегать к дополнительным техническим (например, цифро-аналоговым преобразованиям) и программным (например, протоколам коррекции ошибок) решениям.
Для функционирования глобальных сетей используют разные каналы связи (проводные, радио-, спутниковые каналы). Такие сети предоставляют возможность использовать ресурсы компьютеров, удаленных на огромные расстояния. Как правило, имеют узловую структуру: состоят из подсетей связи, каждая из которых включает в себя коммуникационные узлы и каналы связи. Серверы и пользователи подключаются к глобальным сетям чаще всего через поставщиков услуг доступа к сети – провайдеров.
Спутниковые каналы связи позволяют соединять узлы связи и ЭВМ, находящиеся на расстоянии 10–15 тыс. км друг от друга.
Коммуникационные узлы подсети связи предназначены для быстрой передачи информации по сети, выбора оптимального маршрута передачи информации и т.п., то есть обеспечивают эффективность функционирования сети в целом. К ним подключаются все компьютеры.
В настоящее время существуют разные виды сетей:
- локальные (все объединяемые ею компы связаны единым высокоскоростным каналом связи; связывают ЭВМ одного или нескольких близлежащих зданий одного учреждения),
- глобальные . Объединяют пользователей, расположенных по всему миру; имеют условную структуру, состоят из подсетей, каждая из которых включает в себя коммуникационные узлы и каналы связи. Коммуникационные узлы предназначены для быстрой передачи информации по сети. К этим узлам подключаются все компы, серверы. Пользователи подключаются к глобальным сетям через провайдеров.
- интрасети . Объединяют пользователей, работающих в одной организации) Эта сеть может связывать людей из разных точек мира. Интрасеть, которая представляет собой объединение в единую сеть локальных сетей и отдельных компов через открытую внешнюю среду передачи информации называется виртуальной сетью.(если что, смотреть в тетради)
Интрасеть может связывать людей, находящихся как в одном здании, так и в разных местах мира. Часто используют возможности имеющихся сетей (локальных и глобальных).
Интрасеть, представляющая собой объединение в единую сеть локальных сетей и отдельных компьютеров через открытую внешнюю среду передачи информации, называется виртуальной сетью. Виртуальная сеть, обеспечивающая безопасность циркулирующих в ней данных, называется защищенной.
Представление информации и передача ее по сети производится в соответствии со стандартными соглашениями. Наборы таких стандартных соглашений называются протоколами. Протоколы именуются, например: IP, TCP, FTP.