Программное обеспечение информационно-вычислительных сетей
Программное обеспечение информационно-вычислительных сетей выполняет координацию работы основных звеньев и элементов сети; организует коллективный доступ ко всем ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение ресурсов с целью повышения эффективности обработки информации; выполняет техническое обслуживание и контроль работоспособности сетевых устройств.
Сетевое программное обеспечение состоит из трех составляющих:
- общего программного обеспечения;
- системного программного обеспечения;
- специального программного обеспечения.
Общее программное обеспечение образуется из компонентов базового программного обеспечения отдельных компьютеров, входящих в состав сети, и включает в себя операционные системы, системы автоматизации программирования и системы технического обслуживания.
Системное программное обеспечение представляет собой комплекс программных средств, поддерживающих и координирующих взаимодействие всех ресурсов сети как единой системы.
Специальное программное обеспечение предназначено для максимального удовлетворения пользователей программами часто решаемых задач и, соответственно, содержит прикладные программы пользователя, ориентированные на специфику его предметной области.
Особая роль в программном обеспечении отводится операционным системам. Они имеются как в составе общего программного обеспечения (операционные системы отдельных компьютеров), так и в составе системного программного обеспечения: сетевая операционная система, устанавливаемая на сервере или на одном из компьютеров одноранговой сети.
Сетевая операционная система (СОС) включает в себя набор управляющих и обслуживающих программ, обеспечивающих:
- координацию работы всех звеньев и элементов сети;
- оперативное распределение ресурсов по элементам сети;
- распределение потоков заданий между узлами вычислительной сети;
- установление последовательности решения задач и обеспечение их общесетевыми ресурсами;
- контроль работоспособности элементов сети и обеспечение достоверности входной и выходной информации;
- защиту данных и вычислительных ресурсов от несанкционированного доступа;
- выдачу справок об использовании информационных, программных и технических ресурсов сети.
Функциональные возможности операционных систем расширяются с помощью утилит – специальных программ, используемых операционной системой для выполнения прикладных функций.
Контрольные вопросы
- Что такое сервер и рабочая станция (клиент)?
- Перечислите и дайте краткую характеристику специализированных серверов.
- Что такое хост-компьютеры?
- Что такое модем и какие виды модемов вы знаете?
- Охарактеризуйте внутренний и внешний модемы.
- Отличие цифровых модемов от аналоговых.
- Что представляет собой сетевая карта, перечислите основные характеристики.
- Какие устройства межсетевого интерфейса вы знаете?
- Назначение повторителя как устройства межсетевого интерфейса.
- Назначение моста как устройства межсетевого интерфейса.
- Назначение маршрутизатора как устройства межсетевого интерфейса.
- Назначение шлюза как устройства межсетевого интерфейса.
- Что входит в сетевое программное обеспечение?
Программное обеспечение компьютерных сетей
Программное обеспечение (ПО) компьютерных сетей отличается большим многообразием как по своему составу, так и по выполняемым функциям. Оно автоматизирует процессы программирования задач обработки информации, осуществляет планирование и организацию коллективного доступа к телекоммуникационным, вычислительным и информационным ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение этих ресурсов с целью повышения оперативности и надежности удовлетворения запросов пользователей и т.д.
Сетевые архитектуры компьютерных сетей
Компьютерные сети имеют сложную структуру из-за больших различий между компьютерными системами (техническое и программное обеспечение для ЭВМ, работающих в сети, разработаны различными организациями и часто бывают несовместимыми).
Решение задачи совместимости приводит к базовой эталонной модели взаимодействия открытых систем – OSI (Open System Interconnection – связь открытых сетей).
Модель OSI представляет собой общие рекомендации для построения стандартов совместимых сетевых программных продуктов. Модель OSI служит базой для производителей сетевого оборудования.
Модель OSI создана Международной организацией по стандартизации (ISO). Эта модель разделяет сетевые коммуникации на отдельные уровни, облегчающие разработку и внедрение сетей, а также служит базисом при разработке совместимого сетевого оборудования.
Она выполняет координирующие действия в области:
- взаимодействия прикладных процессов;
- форм представления данных;
- единообразного хранения данных;
- управления сетевыми ресурсами;
- безопасности данных и защиты информации;
- диагностики программ и технических средств.
Топология компьютерных сетей
Топология сети характеризует свойства сетей, не зависящие от их размеров, отражает структуру, образуемую узлами сети и множеством связывающих их каналов. При этом не учитывается производительность и принцип работы этих узлов, их типы и длина каналов. С точки зрения физического расположения функциональных компонентов сети (кабелей, рабочих станций и т.д.) и метода доступа к среде передачи можно выделить четыре базовые топологии: “общая шина”, “звезда»”, “кольцо” и “ячеистая (сотовая)”.
Сеть топологии общей шины
Сеть топологии общей шины(моноканальная сеть) – сеть, ядром которой является моноканал. Моноканальная сеть образуется подключением группы абонентских систем к моноканалу. К числу моноканальных сетей относятся сеть Ethernet, сеть Fast Ethernet, сеть ARCNet. Шинная топология обладает следующими преимуществами:
- она надежно работает в небольших сетях, проста в использовании и понятна;
- шина требует меньше кабеля для соединения компьютеров и потому дешевле, чем другие схемы кабельных соединений;
- шинную топологию легко расширить;
- достоинством такой топологии является меньшая протяженность кабелей и более высокая надежность, так как выход из строя одного узла не нарушает работоспособности сети в целом.
Недостатки состоят в следующем:
- обрыв основного кабеля приводит к выходу всей сети из строя;
- интенсивный сетевой трафик значительно снижает производительность такой сети;
- слабая защищенность информации в системе на физическом уровне, так как сообщения, посылаемые одним компьютером другому, в принципе, могут быть приняты и на любом компьютере, входящем в сеть.
Преимущества сети звездообразной топологии:
- такая сеть допускает простую модификацию и добавление компьютеров, не нарушая остальной ее части;
- центральный концентратор звездообразной топологии удобно использовать для диагностики сети;
- отказ одного компьютера не всегда приводит к остановке всей сети;
- в одной сети допускается применение нескольких типов кабелей.
Рис.14.3. Схема сети с топологией шины
Программное обеспечение компьютерных сетей
Сетевое программное обеспечение – это программное обеспечение, позволяющее организовать работу пользователя в сети. Оно представлено общим, системным и специальным программным обеспечением (рис. 6.5).
Рис. 6.5. Состав сетевого программного обеспечения компьютерных сетей
Общее сетевое программное обеспечение включает:
- • браузер – программа просмотра веб-страниц (например, Internet Explorer). Браузер содержит следующие средства: программу для работы с электронной почтой (чтение, создание, редактирование и отправка почтовых сообщений); программу для работы с сервером новостей (подписка на группу новостей, чтение новостей, создание и пересылка сообщений), редактор текста;
- • HTML-редакторы – редакторы, предназначенные для создания веб-страниц;
- • графические веб-средства – средства, предназначенные для оптимизации графических элементов веб-страниц;
- • машинные переводчики – программные средства, служащие для просмотра веб-страниц на различных языках;
- • антивирусные сетевые программы – программы, используемые для предотвращения попадания программных вирусов на компьютер пользователя или распространения его по локальной сети фирмы.
К системному программному обеспечению относят:
• операционную систему – обязательную часть системного программного обеспечения, гарантирующую эффективное
функционирование ЭВМ в различных режимах, организующую выполнение программ и взаимодействие пользователя и внешних устройств с ЭВМ;
- • сервисные программы – программы, которые расширяют возможности ОС, предоставляя пользователю и его программам набор дополнительных услуг;
- • систему технического обслуживания – систему, которая облегчает диагностику, тестирование оборудования и поиск неисправностей в ПК.
Специальные сетевые ОС предназначены для управления сетью. По своей организации эту разновидность сетевых ОС можно разделить на одноранговые (Peer-To-Peer Network) и с выделенным сервером (Dedicated File Server Network).
К одноранговым относятся такие сетевые ОС, как NetWare Lite, Personal NetWare (Novell), Windows For Workgroups (Microsoft), LANtastic (Artisoft).
Сетевые операционные системы
В сетевой ОС выделяют несколько частей:
- • средства управления локальными ресурсами WS – функции распределения оперативной памяти между процессами, планирования и диспетчеризации процессов, управления процессорами в мультипроцессорных машинах, управления периферийными устройствами и другие функции управления ресурсами локальных ОС;
- • средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование – серверная часть ОС (сервер). Эти средства обеспечивают, например, блокировку файлов и записей, что необходимо для их совместного использования; ведение справочников имен сетевых ресурсов; обработку запросов удаленного доступа к собственной файловой системе и БД; управление очередями запросов удаленных пользователей к своим периферийным устройствам;
- • средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использования – клиентская часть ОС (редиректор). Эта часть выполняет распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам от приложений и пользователей. При этом запрос поступает от приложения в локальной форме, а передается в сеть в другой форме, соответствующей требованиям сервера. Клиентская часть также осуществляет прием ответов от серверов и преобразование их в локальный формат, так что для приложения выполнение локальных и удаленных запросов неразличимо;
- • коммуникационные средства ОС, с помощью которых происходит обмен сообщениями в сети. Эта часть обеспечивает адресацию и буферизацию сообщений, выбор маршрута передачи сообщения по сети, надежность передачи, т.е. является средством транспортировки сообщений.