Организация и программное обеспечение компьютерных сетей
Программное обеспечение компьютерных сетей — это программные приложения, которые обеспечивают коллективный доступ к сетевым ресурсам.
Предназначение программного обеспечения компьютерных сетей
Программное обеспечение компьютерных сетей предназначено для обеспечения организации общего доступа к вычислительным и сетевым ресурсам данных. С его помощью также выполняется необходимое перераспределение сетевых ресурсов для реализации оперативной информационной обработки при максимуме загрузки аппаратуры, и при аварийных отказах каких-либо технических устройств. Программное обеспечение сети составлено из нескольких слоёв. Они имеют разные размеры, но функционируют как одна целая программа. Все слои программного обеспечения сети предназначены для решения отдельных конкретных задач.
Сетевое программное обеспечение состоит из трёх главных слоёв:
- Программное обеспечение общего назначения. Образуется как набор базовых программных обеспечений всех электронных вычислительных машин, которые входят в сетевой состав.
- Программное обеспечение специального назначения. Сформировано из прикладных программных продуктов, которые отражают особенности предметной сферы пользователей при выполнении управленческих задач.
- Системное программное обеспечение сети. Это комплект программных средств, которые поддерживают и координируют взаимную работу всего оборудования и программ вычислительной сети как одной системной структуры.
Составляющие программного обеспечение компьютерных сетей
Диапазон выбора серверных операционных систем корпоративной сети на основе персональных компьютеров достаточно обширен. Например, это могут быть: Windows NT, OS/2, Novell NetWare, UNIX и Mac OS с сетевыми службами Apple Share и AppleTalk. Обычно, перечисленные операционные системы могут быть использованы и как клиентское программное обеспечение, и как серверное программное обеспечение. Помимо этого, у операционных систем иногда есть «младший» вариант для персональных компьютеров. Программные приложения Windows NT Workstation, OS/2 Workstation, по сути, являются немного более простыми вариантами аналогичного программного обеспечения, которое работает на серверах.
Операционные системы для сетей проектируются, чтобы решать глобальные задачи. Они обрабатывают и обслуживают поступающие в большом количестве, и часто одновременно, клиентские запросы. Помимо этого, операционная система сети выполняет проверку регистрационных пользовательских данных, их паролей и правового уровня.
Программное обеспечение сети служит для управления параллельной работой пользовательского коллектива на своих отдельных персональных компьютерах. Оно даёт возможность выполнить организацию общей файловой структуры, общей информационной базы. Кроме этого, программное обеспечение сети позволяет пользователям обмениваться информационными сообщениями и работать над совместными проектами, управляет раздачей ресурсных возможностей.
Под прокси-сервером понимается программа, которая подключает пользователей локальных сетей к сети интернет посредством одного внешнего IP-адреса. Программа прокси-сервера даёт возможность централизованного управления подключениями к сети интернет при посредстве особого набора правил. Имеется возможность формулировать эти правила работы в сети Интернет, отфильтровывать потенциально вредную информацию, осуществлять контроль безопасности работы пользователя в сети. Можно, также, организовать гибкие тарифные планы и организовать методику учёта трафика.
Межсетевой экран или брандмауэр является комплексом аппаратного и программного обеспечения, который осуществляет функции контроля и фильтрации пересылаемых через него информационных пакетов сети. Главным предназначением межсетевого экрана считается обеспечение защиты компьютерной сети или какого-либо её узла от вредоносного проникновения. Все сетевые подключения контролируются межсетевым экраном, который выполняет анализ правильности подключения и либо разрешает его, либо блокирует.
В состав программного обеспечения компьютерных сетей входит также программа фильтрации спама. Её задачей является защита почтового ящика пользователя спама, то есть бесплатных рекламных рассылок и других, являющихся ненужными для пользователя, электронных писем. Данное приложение очень легко устанавливается и отлично совмещается со всеми почтовыми приложениями. Для начала использования Spamprotexx, требуется просто выполнить его запуск и организовать в почтовом приложении пользователя папку «спам». Программа фильтрации спама станет перемещать в неё сообщения, которые считаются спамом. То есть фактически, программа спам-фильтра выполняет только сортировку писем, а не их удаление. Такой подход имеет положительную сторону, поскольку программа фильтрации не удаляет письма, исключая возможность потери какого-либо нужного пользователю сообщения, ошибочно принятого за спам, а лишь перекладывает его в другую папку. Эта процедура облегчает просмотр входящих сообщений и, при этом, сберегает полезные письма при ошибочных действиях фильтра спама. Аналогичные результаты могут быть достигнуты другим приложением при одновременном применении системы обновления «чёрных» списков в онлайн режиме, применения шаблонов писем и использования системы интеллектуальной и смысловой проверки входящих писем.
В состав программного обеспечения компьютерных сетей обязательно включаются и антивирусные программы. Это программные приложения, которые созданы для обнаружения и ликвидации вирусной угрозы. А также защиты от спама, атак хакеров и троянских вложений. Антивирусная программа гарантирует отсутствие вирусов на персональном компьютере, поскольку осуществляет непрерывный контроль всех потенциальных источников вирусного заражения, таких как электронная почта, собственно сеть интернет, а также внешние информационные носители.
Программное обеспечение компьютерных сетей
Программное обеспечение компьютерных сетей обеспечивает организацию коллективного доступа к вычислительным и информационным ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение ресурсов сети с целью повышения оперативности обработки информации и максимальной загрузки аппаратных средств, а также в случае отказа и выхода из строя отдельных технических средств и т.д.
Программное обеспечение вычислительных сетей включает три компонента:
общее программное обеспечение, образуемое базовым ПО отдельных ЭВМ, входящих в состав сети;
специальное программное обеспечение, образованное прикладными программными средствами, отражающими специфику предметной области пользователей при реализации задач управления;
системное сетевое программное обеспечение, представляющее комплекс программных средств, поддерживающих и координирующих взаимодействие всех ресурсов вычислительной сети как единой системы.
Особая роль в ПО вычислительной сети отводится системному сетевому программному обеспечению, функции которого реализуются в виде распределенной операционной системы сети.
Выполняемое с помощью операционной системы сети управление включает: планирование сроков и очередности получения и выдачи информации абонентам; распределение решаемых задач по ЭВМ сети; присвоение приоритетов задачам и выходным сообщениям; изменение конфигурации сети ЭВМ; распределение информационных вычислительных ресурсов сети для решения задач пользователя.
Оперативное управление процессом обработки информации с помощью операционной системы сети помогает организовать: учет выполнения заданий (либо определить причины их невыполнения); выдачу справок о прохождении задач в сети; сбор данных о работах, выполняемых в сети.
ОС отдельных ЭВМ, входящих в состав вычислительной сети, поддерживают потребности пользователей во всех традиционных видах обслуживания: средствах автоматизации программирования и отладки, доступа к пакетам прикладных программ и информации локальных баз данных и т.д.
Глобальная компьютерная сеть Интернет
Развитие Интернета получило новый импульс благодаря инициативе Национального научного фонда США (NSF) по созданию глобальной сетевой инфраструктуры для системы высшего образования (1985-88). NSF создал сеть скоростных магистральных каналов связи и выделял средства на подключение к ней американских университетов, при условии, что университет обеспечивал доступ к сети для всех подготовленных пользователей. Интернет оставался преимущественно университетской сетью до начала 90-х годов, однако NSF сразу взял курс на то, чтобы сделать его в дальнейшем независимым от государственного финансирования. В частности, NSF поощрял университеты к поиску коммерческих клиентов. К 1988 году Интернет уже насчитывал около 56 тысяч соединенных компьютеров.
Настоящий расцвет Интернета начался в 1992 году, когда была изобретена новая служба, получившая странное название «Всемирная паутина» (World Wide Web, или WWW, или просто «веб»). WWW позволял любому пользователю Интернета публиковать свои текстовые и графические материалы в привлекательной форме, связывая их с публикациями других авторов и предоставляя удобную систему навигации. Постепенно Интернет начал выходить за рамки академических институтов и стал превращаться из средства переписки и обмена файлами в гигантское хранилище информации. К 1992 году Интернет насчитывал более миллиона соединенных компьютеров.
В настоящее время Интернет продолжает расти с прежней головокружительной скоростью. По оценке специалистов, количество передаваемой информации (трафик)в Интернете увеличивается на 30% ежемесячно. В 1999 году Интернет объединял около 60 миллионов компьютеров и более 275 миллионов пользователей, и каждый день в нем появлялось полтора миллиона новых вебовских документов. Эти оценки довольно приблизительны, потому что в Интернете нет центрального административного органа, который регистрировал бы новых пользователей и новые компьютеры.
Принципы и организация сети Интернет. IP-адресация
Интернет обладает некоторыми чертами почты, некоторыми чертами телеграфа и некоторыми чертами телефона. Так же как в телеграфе, в Интернете используется цифровая передача информации. Как в телефонной сети каждому телефону присваивается телефонный номер, так и каждому компьютеру в Интернете присваивается свой номер, который называется IP-адресом. Только в Интернете, в отличие от телефона, нет путаницы с локальными номерами и междугородними кодами: каждый IP-адрес имеет длину ровно 32 бита и записывается обычно как четыре десятичных числа (от 0 до 255), — например, 62.76.161.102. Это глобальная нумерация — каждый компьютер, подключенный к Интернету, имеет уникальный IP-адрес.
Наиболее глубокая аналогия существует между Интернетом и обычной почтой. В данном случае речь идет о том, что информация по Интернету передается в виде отдельных пакетов. Если нужно передать длинное сообщение, оно разбивается на нужное число кусочков, и каждый из них снабжается адресом отправителя, адресом получателя и некоторой служебной информацией. Каждый пакет передается по Интернету независимо от всех остальных и, в принципе, они могут следовать разными маршрутами. По прибытии пакетов на место из них собирается исходное сообщение. Это называется коммутацией пакетов.
Одним из главных преимуществ режима коммутации пакетов — это эффективное использование общих коммуникационных ресурсов. В Интернете каждый компьютер может одновременно принимать пакеты от большого количества других компьютеров. При этом возможны перегрузки коммутационных узлов (серверов) в результате большого количества информации. Однако все пакеты, пусть с небольшой задержкой, все равно дойдут до адресата в порядке своей очереди. В то же время, если в данный момент вы никакой информации не посылаете, то вы не потребляете никаких ресурсов сети, и тем самым можете находиться «на линии» сколь угодно долго, не создавая помех другим.
Для обеспечения жизнеспособности всей сети необходимо, чтобы обмен информацией между различными ее блоками или отдельными компьютерами велся на основе общепринятых стандартов. Набор формальных правил о том, как и в каком виде следует передавать данные между различными устройствами и программами, называется протоколом. Протокол позволяет корректно взаимодействовать программам, написанным разными авторами для разных типов компьютеров и операционных систем. Интернет использует протокол TCP/IP. Этот протокол регламентирует, как следует разбивать длинное сообщение на пакеты, как должны быть устроены пакеты, как контролировать прибытие пакетов к месту назначения, что делать в случае ошибок передачи данных, и другие детали.