Вычислительная сеть - ВС [network] – это совокупность ЭВМ, объединённых средствами передачи данных. Средства передачи данных в ВС в общем случае состоят из следующих элементов: связных ЭВМ, каналов связи (спутниковых, телефонных, волоконно-оптических и др.), коммутирующей аппаратуры и др.

Стандартные сетевые программные средства

Функции верхних уровней эталонной модели OSI выполняют сетевые программные средства. Для установки сети достаточно иметь набор сетевого оборудования, его драйверы, а также какое-нибудь сетевое программное обеспечение. От выбора этого программного обеспечения зависит очень многое: допустимый размер сети, удобство использования и контроля сети, режимы доступа к ресурсам, производительность сети в разных режимах и т.д. Правда, заменить одну программную систему на другую значительно проще, чем сменить оборудование.

С точки зрения распределения функций между компьютерами сети, все сети можно разделить на две группы. Открытые системы и объектно-ориентированный подход В связи с применением открытых систем весьма перспективным направлением представляется объектно-ориентированный подход проектирования и программирования. Объектно-ориентированное программирование - это относительно новый подход к разработке программных систем.

  • Одноранговые сети, то есть сети, состоящие из равноправных (с точки зрения доступа к сети) компьютеров.
  • Сети на основе серверов, в которых существуют только выделенные (dedicated) серверы, занимающиеся исключительно сетевыми функциями. Выделенный сервер может быть единственным или их может быть несколько.

Соответственно этому делению существуют и типы программных средств, реализующих эти виды сетей.

Одноранговые сети (рис. 4.12) и соответствующие программные средства, как правило, используются при необходимости объединения небольшого количества компьютеров (до 10-20). Каждый компьютер такой сети может одновременно являться и сервером, и клиентом сети, хотя вполне возможно назначение какого-то компьютера только сервером, а какого-то — только клиентом. Принципиальна именно возможность совмещения функций клиента и сервера. Важно также то, что в одноранговой сети любой сервер может быть невыделенным (non-dedicated), то есть может не только обслуживать сеть, но и работать как автономный компьютер (правда, запросы к нему по сети могут сильно снизить скорость его работы). В одноранговой сети могут быть и выделенные серверы, только обслуживающие сеть, это не принципиально.

Рис. 4.12. Одноранговая сеть

 

Именно в данном случае наиболее правильно говорить о распределенных дисковых ресурсах, о виртуальном компьютере, а также о суммировании объемов дисков всех компьютеров сети. Если все компьютеры являются серверами, то любой файл, созданный на одном компьютере, сразу же становится доступным всем остальным компьютерам, его не надо передавать на централизованный сервер.

Достоинством одноранговых сетей является их высокая гибкость: в этом случае сеть может использоваться очень активно, а может и не использоваться совсем в зависимости от конкретной задачи. Из-за большой самостоятельности компьютеров в таких сетях редко бывает ситуация перегрузки сети (к тому же количество компьютеров обычно невелико). В одноранговых сетях допускается определение различных прав пользователей по доступу к сетевым ресурсам, но система разграничения прав не слишком развита. Также недостатком одноранговых сетей является слабая система контроля за сетью, протоколирования работы сети. К тому же выход из строя любого компьютера-сервера приводит к потере части общей информации, то есть все такие компьютеры должны быть по возможности высоконадежными. Эффективная скорость передачи информации по одноранговой сети часто оказывается недостаточной, так как трудно обеспечить высокую скорость процессоров, большой объем оперативной памяти и высокие скорости обмена с жестким диском для всех компьютеров сети. К тому же компьютеры сети работают не только на сеть, но решают и другие задачи.

Несколько примеров распространенных одноранговых сетевых программных средств:

  • NetWare Lite фирмы Novell;
  • LANtastic фирмы Artisoft;
  • Windows for Workgroups фирмы Microsoft;
  • Windows NT Workstation фирмы Microsoft;
  • Windows 95 фирмы Microsoft.

Одноранговые сетевые программные средства могут быть сетевыми оболочками, работающими под управлением DOS (например, NetWare Lite), а могут быть встроены в операционную систему (Windows 95). Отличаются они друг от друга разными эффективными скоростями обмена (сеть LANtastic работает несколько медленнее, чем NetWare Lite, так как использует более медленные, хотя и более надежные протоколы обмена), разным удобством использования (встроенные сетевые средства Windows 95 не требуют никаких дополнительных затрат на установку сетевых программ).

Сетевые оболочки работают, перехватывая все запросы DOS. Те запросы, которые вызываются обращениями к сетевым устройствам, обрабатываются и выполняются сетевой оболочкой, а те, которые вызваны обращениями к «местным», несетевым ресурсам, возвращаются обратно в DOS и обрабатываются стандартным образом. Примерная схема этого механизма представлена на рис. 4.13. Программа, непосредственно обрабатывающая запросы, называется редиректором.

Рис. 4.13. Обработка запросов DOS сетевой оболочкой

Рис. 4.14. Сеть на основе сервера

[an error occurred while processing this directive]

Сети на основе сервера применяются в тех случаях, когда в сеть должно быть объединено много пользователей. В этом случае быстродействия одноранговой сети может не хватить. Поэтому в сеть включается специализированный компьютер - сервер, который обслуживает только сеть и не решает никаких других задач (рис. 4.14). Такой сервер называется выделенным. Серверы специально оптимизированы для быстрой обработки сетевых запросов на разделяемые ресурсы и для управления защитой файлов и каталогов. При больших размерах сети мощности одного сервера может оказаться недостаточно, и тогда в сеть включают несколько серверов. Серверы могут выполнять и некоторые другие задачи: сетевая печать, выход в глобальную сеть, связь с другой локальной сетью, обслуживание электронной почты и т.д. Количество пользователей сети на основе сервера может достигать нескольких тысяч. Одноранговой сетью такого размера просто невозможно было бы управлять.

В любом случае в сети на основе сервера существует четкое разделение компьютеров на клиентов (или рабочие станции) и серверы. Клиенты не могут работать как серверы, а серверы - как клиенты и как автономные компьютеры. Очевидно, что все сетевые дисковые ресурсы могут располагаться только на сервере, а клиенты могут обращаться только к серверу, но не друг к другу. Однако это не значит, что они не могут общаться между собой, просто пересылка информации от одного клиента к другому возможна только через сервер, например через файл, доступный всем клиентам. В данном случае реализуется некоторая «логическая звезда» с сервером в центре, хотя физическая топология сети может быть любой.

Достоинством сети на основе сервера часто называют надежность. Это верно, но только с одной оговоркой: если сервер действительно очень на-

дежен. В противном случае любой отказ сервера приводит к полному параличу сети в отличие от ситуации с одноранговой сетью, где отказ одного из компьютеров не приводит к полному отказу все сети. Бесспорное достоинство сети на основе сервера — высокая скорость обмена, так как сервер всегда оснащается быстрым процессором (или даже несколькими процессорами), оперативной памятью большого объема и быстрыми жесткими дисками. Так как все ресурсы сети собраны в одном месте, возможно применение гораздо более мощных средств управления доступом, защиты данных, протоколирования обмена, чем в одноранговых сетях.

К недостаткам сети на основе сервера относятся ее громоздкость в случае небольшого количества компьютеров, зависимость всех компьютеров-клиентов от сервера, более высокая стоимость сети вследствие использования дорогого сервера. Но, говоря о стоимости, надо также учитывать, что при одном и том же объеме сетевых дисков большой диск сервера получается дешевле, чем много дисков меньшего объема, входящих в состав всех компьютеров одноранговой сети.

Примеры некоторых распространенных сетевых программных средств на основе сервера:

  • NetWare фирмы Novell;
  • LAN Server фирмы IBM;
  • VINES фирмы Banyan Systems;
  • LAN Manager фирмы Microsoft;
  • Windows NT Server фирмы Microsoft.

На файл-сервере в данном случае устанавливается сетевая операционная система, заменяющая DOS. Эта сетевая ОС специально оптимизирована для эффективного выполнения специфических операций по организации сетевого обмена. На рабочих станциях (клиентах) может устанавливаться как сетевая оболочка, работающая над DOS (как в случае NetWare), так и операционная система (как в случае Windows NT).

Для обеспечения надежной работы сети при авариях электропитания применяется бесперебойное электропитание сервера. В данном случае это гораздо проще, чем при одноранговой сети, где приходится оснащать источниками бесперебойного питания все компьютеры сети. Сервер может комплектоваться очень простым и дешевым видеомонитором, может даже вообще не иметь его, так как единственная функция этого монитора — контроль за запуском сетевого программного обеспечения.

Для администрирования сети (то есть управления распределением ресурсов, контроля за правами доступа, за защитой данных, за файловой системой, резервированием файлов и т.д.) в случае сети на основе сервера необходимо выделять специального человека, имеющего соответствующую квалификацию. Централизованное администрирование облегчает обслуживание сети и позволяет оперативно решать все вопросы. Особенно это важно для надежной защиты данных от несанкционированного доступа. В случае же одноранговой сети можно обойтись и без специалиста-администратора, правда, все пользователи сети должны при этом иметь хоть какое-то представление об администрировании.

А теперь очень кратко остановимся на основных особенностях некоторых наиболее популярных типах сетевых программных средств.

Классификация вычислительных сетей. Функции локальных вычислительных сетей: распределение данных, информационных и технических ресурсов, программ, обмен сообщениями по электронной почте. Построение сети, адресация и маршрутизаторы, топология сетей