Ресурсы и основные типы компьютерных сетей (2 часа)
Определение ресурсов КС. Локальные и глобальные вычислительные (компьютерные) сети. Одноранговые сети и сети на основе технологии «клиент-сервер». Специализированные сервера. Комбинированные сети.
Основное назначение компьютерных сетей — совместное использование их ресурсов и осуществление интерактивной связи между компьютерами, входящими в сеть. Ресурсы (resources) — это данные, программные приложения и периферийные устройства, такие как внешний дисковод, принтер или модем.
К ресурсам компьютерной сети относятся:
периферийные устройства ввода/вывода;
вычислительные ресурсы (процессор и оперативная память);
данные и базы данных совместного использования.
Понятие интерактивной связи компьютеров подразумевает обмен сообщениями в реальном режиме времени.
Сети создают отличные условия для унификации приложений (например, текстового процессора), что означает выполнение приложения одного типа и одной версии на всех компьютерах сети. Использование единого приложения позволяет упростить сопровождение и обеспечение работоспособности всей сети.
Другая привлекательная сторона сетей — наличие программ электронной почты и планирования рабочего дня. Благодаря им управляющие крупных предприятий быстро и эффективно взаимодействуют с многочисленным штатом своих сотрудников или партнеров по бизнесу, а планирование и корректировка деятельности всей компании осуществляется с гораздо меньшими усилиями, чем прежде.
Первоначально сети были небольшими и объединяли до 10 компьютеров и один принтер. Используемая в то время технология ограничивала размеры сети, в том числе количество компьютеров в сети и ее физическую длину. Например, в начале 1980-х годов наиболее популярный тип сетей состоял не более чем из 30 компьютеров, а длина ее кабеля не превышала 185 м. Такие сети располагались (располагаются и сегодня) в пределах одного этажа здания или сравнительно небольшой организации. Подобные сети называются локальными вычислительными сетями (ЛВС) (Local Area Networks (LAN).
Как только преимущества компьютерных сетей стали неоспоримы и сетевые программные продукты начали заполнять рынок, перед корпорациями — для сохранения конкурентоспособности — встала задача расширения сетей. Так на основе локальных сетей возникли более крупные сети, часто объединяющие компьютеры и пользователей из разных городов и государств. Такие сети называются глобальными вычислительными сетями (ГВС) (Wide Area Networks (WAN), в которых количество компьютеров может варьироваться от десятка до нескольких тысяч.
Основными отличиями ГВС от ЛВС являются:
их большая географическая протяженность;
наличие в сети оборудования, программного и информационного обеспечения Интернет-провайдера, компании, специализирующейся на предоставлении доступа в глобальные информационные сети.
Городские сети (или сети мегаполисов) — Metropolitan Area Networks (MAN) — являются менее распространенным типом сетей. Они появились сравнительно недавно и предназначены для обслуживания территории крупного города — мегаполиса. Они используют цифровые магистральные линии связи, часто оптоволоконные, со скоростями от 45 Мбит/с, и предназначены для связи ЛВС в масштабах города и соединения ЛВС с глобальными.
В настоящее время большинство организаций хранит и совместно использует в сетевой среде огромные объемы жизненно важных данных. Вот почему сети сейчас так же важны и необходимы, как еще совсем недавно были необходимы пишущие машинки и картотеки.
Все сети имеют некоторые общие компоненты, функции и характеристики. В их числе:
серверы (server)- компьютеры, предоставляющие свои ресурсы сетевым пользователям;
клиенты (client)- компьютеры, осуществляющие доступ к сетевым ресурсам, предоставляемым сервером;
среда (media)- способ соединения компьютеров;
совместно используемые данные- файлы, предоставляемые серверами в сети;
совместно используемые периферийные устройства, например, принтеры, библиотеки CD-ROM-ов и т.д., — ресурсы, предоставляемые серверами;
ресурсы- файлы, принтеры и другие компоненты сети.
Несмотря на определенные сходства, сети разделяются на 2 типа:
на основе сервера (server based).
В одноранговой сети все компьютеры равны: нет иерархии среди компьютеров и нет специально выделенного (dedicated) компьютера, выполняющего функции сервера. Как правило, каждый компьютер функционирует и как клиент и как сервер; т.е. нет отдельного компьютера, ответственного за администрирование всей сети. Каждый пользователь самостоятельно решает, какие данные на своем компьютере сделать общедоступными в сети.
Одноранговые сети называют также рабочими группами. Рабочая группа — это небольшой коллектив, поэтому в одноранговых сетях чаще всего не более 10 компьютеров.
Одноранговые сети относительно просты и обычно дешевле сетей на основе сервера, поскольку нет необходимости в мощном центральном сервере или в других компонентах, обязательных для более сложных сетей.
Поддержка одноранговых сетей встроена в такие операционные системы, как Microsoft Windows NT и Microsoft Windows 9x. Поэтому, чтобы установить одноранговую сеть, в данном случае дополнительного программного обеспечения не требуется.
Одноранговая сеть вполне подходит там, где:
количество пользователей не превышает 10 человек;
пользователи расположены компактно;
вопросы защиты данных не критичны;
в обозримом будущем не ожидается значительного расширения организации и, следовательно, сети.
В то же время возникают ситуации, когда использование одноранговых сетей не отвечает интересам организации. Так, если к сети подключено более 10 пользователей, одноранговая сеть, может оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей используют выделенные серверы. Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции) и поэтому специально оптимизирован для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. Сети на основе сервера стали промышленным стандартом. Распределение задач, решаемых в сети, среди нескольких серверов гарантирует, что каждая задача будет решена самым эффективным способом из всех возможных. Поэтому серверы в больших сетях стали специализированными:
Файл-серверы и принт-серверы (управляют доступом пользователей соответственно к файлам и принтерам).
Серверы приложений (выполняют прикладные части клиент-серверных приложений, на них также находятся данные — часто большие объемы информации в структурированном виде, -доступные клиентам, на компьютер-клиент пересылаются только результаты запроса).
Почтовые серверы (управляют передачей электронных сообщений между пользователями сети).
Факс-серверы (управляют потоком входящих и исходящих факсимильных сообщений через один или несколько факс-модемов).
Коммуникационные серверы (управляют потоком данных и почтовых сообщений между какой-либо сетью и другими сетями, мэйнфрэймами или удаленными пользователями через модем и телефонную линию).
Основным аргументом при выборе сети на основе сервера является, как правило, необходимость обеспечения защиты данных. В таких сетях проблемами безопасности может заниматься один администратор: он формирует политику безопасности (security policy) и применяет ее в отношении каждого пользователя сети. Сети на основе сервера способны обеспечивать работу тысяч пользователей. Сетями такого размера, будь они одноранговыми, невозможно было бы управлять.
Поскольку вся жизненно важная информация расположена в сетях на основе сервера централизованно, т.е. сосредоточена на одном или нескольких серверах, нетрудно обеспечить ее регулярное резервное копирование (backup).
Существуют и наиболее распространенные комбинированные типы сетей, совмещающие лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе сервера.
Одноранговые сети и сети на основе сервера объединяет общая цель — разделение ресурсов. Различия же между одноранговыми серверами и выделенными серверами определяют:
Требования к аппаратному обеспечению;
Способ поддержки пользователей.
Характеристики 2-х основных типов сетей приведены в таблице: