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.
Что такое одноранговые сети?
Одноранговые сети — это бессерверная сетевая технология, которая позволяет нескольким сетевым устройствам совместно использовать ресурсы и взаимодействовать друг с другом напрямую. Эта технология доступна для клиентов Windows XP с пакетом обновления 1 (SP1) и более поздних версий, использующих расширенный сетевой пакет для одноранговой инфраструктуры.
Одноранговая инфраструктура — это набор сетевых API, помогающих разрабатывать децентрализованные сетевые приложения, использующие совокупные возможности компьютеров в сети. Например, одноранговые приложения могут быть средствами совместной работы, технологиями распространения содержимого и т. д.
Одноранговая инфраструктура обеспечивает надежную сетевую инфраструктуру, чтобы вы могли сосредоточиться на разработке приложений, так как инфраструктура разработана специально для вас.
Одноранговая инфраструктура включает следующие основные компоненты:
Масштабируемое и безопасное разрешение имен одноранговых узлов
API поставщика пространства имен однорангового протокола (PNRP) — это протокол разрешения «имя—IP». IPv6-область или контекст, включающий все участвующие одноранговые узлы, называется облаком. PNRP позволяет одноранговым узлам взаимодействовать друг с другом в облаке.
Эффективное взаимодействие с несколькими точками
Одноранговая инфраструктура включает API graphing , который обеспечивает эффективную многоточейную связь. Как и PNRP, одноранговые графы позволяют набору узлов взаимодействовать и передавать данные друг другу в виде записи. Каждая запись, которую создает или обновляет одноранговый узел, отправляется на все узлы в графе.
Распределенная Управление данными
Распределенное управление данными автоматически сохраняет все записи, отправленные на одноранговый граф, до указанного времени окончания срока действия каждой записи. Одноранговая сеть гарантирует, что каждый узел в одноранговом графе имеет аналогичное представление базы данных записей. Если с одноранговым графом связана модель безопасности, граф содержит следующие сведения:
- Кто может и не может подключаться к графу
- Кто может защищать и проверять записи на основе внешних критериев
Безопасные одноранговые удостоверения
Одноранговая инфраструктура предоставляет API диспетчера одноранговых удостоверений , который позволяет создавать удостоверения одноранговых удостоверений, управлять ими, а также управлять ими. Одноранговые удостоверения используются для определения имен безопасных конечных точек в PNRP и могут представлять любой ресурс, участвующий в одноранговой сети, включая безопасные одноранговые группы и службы.
Защита одноранговых групп
API одноранговой группировки объединяет api однорангового графирования, диспетчера удостоверений и PNRP, чтобы сформировать согласованное и удобное решение для разработки приложений для одноранговых сетей. API одноранговой группировки использует API диспетчера одноранговых удостоверений и схему самозаверяющих сертификатов для обеспечения безопасности в инфраструктуре графирования. Каждую группу можно разрешить и зарегистрировать с помощью PNRP, что позволяет разрешать имена случайных одноранговых узлов в зарегистрированной одноранговой группе. Группа может быть конечной точкой в PNRP, как и одноранговый узел.
Общие сведения об API в одноранговой инфраструктуре см. в разделе Что такое одноранговая инфраструктура?.
Одноранговые сети
В одноранговых сетях (рис. 9.5) все компьютеры равны в возможностях доступа к ресурсам друг друга. Каждый пользователь может по своему желанию объявить какой-либо ресурс своего компьютера разделяемым, после чего другие пользователи могут с ним работать. В одноранговых сетях на всех компьютерах устанавливается такая операционная система, которая предоставляет всем компьютерам в сети потенциально равные возможности. Сетевые операционные системы такого типа называются одноранговыми ОС. Очевидно, что одноранговые ОС должны включать как серверные, так и клиентские компоненты сетевых служб (на рисунке они обозначены буквами, соответственно, С и К). Примерами одноранговых ОС могут служить LANtastic, Personal Ware, Windows for Workgroups, Windows NT Workstation, Windows 95/98.
Рис. 9.5. Одноранговая сеть (здесь словом «Коммун.» обозначены коммуникационные средства).
При потенциальном равноправии всех компьютеров в одноранговой сети часто возникает функциональная несимметричность. Обычно некоторые пользователи не желают предоставлять свои ресурсы для совместного доступа. В таком случае серверные возможности их операционных систем не активизируются, и компьютеры играют роль «чистых» клиентов (на рисунке неиспользуемые компоненты ОС изображены затемненными).
В то же время администратор может закрепить за некоторыми компьютерами сети только функции, связанные с обслуживанием запросов от остальных компьютеров, превратив их таким образом в «чистые» серверы, за которыми пользователи не работают. В такой конфигурации одноранговые сети становятся похожими на сети с выделенными серверами, но это только внешнее сходство — между этими двумя типами сетей остается существенное различие. Изначально в одноранговых сетях отсутствует специализация ОС в зависимости от того, какую роль играет компьютер — клиента или сервера. Изменение роли компьютера в одноранговой сети достигается за счет того, что функции серверной или клиентской частей просто не используются.
Одноранговые сети проще в развертывании и эксплуатации; по этой схеме организуется работа в небольших сетях, в которых количество компьютеров не превышает 10-20. В этом случае нет необходимости в применении централизованных средств администрирования — нескольким пользователям нетрудно договориться между собой о перечне разделяемых ресурсов и паролях доступа к ним.
Однако в больших сетях средства централизованного администрирования, хранения и обработки данных, а особенно защиты данных необходимы. Такие возможности легче обеспечить в сетях с выделенными серверами.
Сети с выделенным сервером
В сетях с выделенными серверами (рис. 9.6) используются специальные варианты сетевых ОС, которые оптимизированы для работы в роли серверов и называются серверными ОС. Пользовательские компьютеры в таких сетях работают под управлением клиентских ОС.
Рис. 9.6. Сеть с выделенным сервером.
Специализация операционной системы для работы в роли сервера является естественным способом повышения эффективности серверных операций. А необходимость такого повышения часто ощущается весьма остро, особенно в большой сети. При существовании в сети сотен или даже тысяч пользователей интенсивность запросов к разделяемым ресурсам может быть очень значительной, и сервер должен справляться с этим потоком запросов без больших задержек. Очевидным решением этой проблемы является использование в качестве сервера компьютера с мощной аппаратной платформой и операционной системой, оптимизированной для серверных функций.
Чем меньше функций выполняет ОС, тем более эффективно можно их реализовать, поэтому для оптимизации серверных операций разработчики ОС вынуждены ущемлять некоторые другие ее функции, причем иногда даже полностью отказываться от них. Одним из ярких примеров такого подхода является серверная ОС NetWare. Ее разработчики поставили перед собой цель оптимизировать выполнение файлового сервиса и сервиса печати. Для этого они полностью исключили из системы многие элементы, важные для универсальной ОС, в частности, графический интерфейс пользователя, поддержку универсальных приложений, защиту приложений мультипрограммного режима друг от друга, механизм виртуальной памяти. Все это позволило добиться уникальной скорости файлового доступа и вывело NetWare в лидеры серверных ОС на долгое время.
Однако слишком узкая специализация некоторых серверных ОС является одновременно и их слабой стороной. Так, отсутствие в NetWare 4 универсального интерфейса программирования и средств защиты приложений, не позволившее использовать эту ОС в качестве среды для выполнения приложений, приводит к необходимости применения в сети других серверных ОС в тех случаях, когда требуется выполнение функций, отличных от файлового сервиса и сервиса печати. Поэтому разработчики многих серверных операционных систем отказываются от функциональной ограниченности и включают в состав серверных ОС все компоненты, позволяющие задействовать их в качестве универсальных серверов и даже клиентских ОС. Такие серверные ОС снабжаются развитым графическим пользовательским интерфейсом и поддерживают универсальный API. Это сближает их с одноранговыми операционными системами, но существует несколько отличий, которые позволяют отнести их именно к классу серверных ОС:
- поддержка мощных аппаратных платформ, в том числе мультипроцессорных;
- поддержка большого числа одновременно выполняемых процессов и сетевых соединений;
- включение в состав ОС компонентов централизованного администрирования сети (например, справочной службы или службы аутентификации и авторизации пользователей сети);
- более широкий набор сетевых служб.