КОМПЬЮТЕРНЫЕ  СЕТИ 

 

 

1. Основные программные и аппаратные компоненты сети. Понятия «клиент», «сервер», «сетевая служба». 

  Компьютерная  сеть представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов.

  Основным  назначением компьютерной сети является:

• совместное использование информации;
• совместное использование оборудования и ПО;
• централизованное администрирование и обслуживание.

  Основные  компоненты компьютерной сети:

  - компьютеры (аппаратный слой);

  - коммуникационное  оборудование;

  - сетевые  операционные системы;

  - сетевые  приложения.

  Весь  комплекс программно-аппаратных средств  сети может быть описан многослойной моделью. В основе любой сети лежит аппаратный слой стандартизованных компьютерных платформ. В настоящее время в сетях широко и успешно примен комп-ры разл классов - от персон комп- до мэйнфреймов и суперЭВМ. Набор комп- в сети должен соответствовать набору разнообразных задач, решаемых сетью.

  Второй  слой - это коммуникационное оборудование. Хотя компьютеры и являются центральными Эл-и обраб дан в сетях, в последн время не < важн роль стали играть коммуникац устр-ва. Кабельн сис-мы, повторители, мосты, коммутаторы, маршр-ры и модульн концент-ры из вспомог комп-в сети превр в основн наряду с комп-ми и сис-м прогр-м обесп-м как по влиян на хар-ки сети, так и по стоим-ти.

  Третьим слоем, образ-м прогр-ю платформу сети, явл- операц-е сис-мы (ОС). От того, какие концепции управл-я лок-ми и распр-ми ре-ми положены в основу сетевой ОС, зависит эффект-ть работы всей сети. При проект-и сети важно учит-ть, насколько просто данная ОС может взаимодействовать с др ОС сети, насколько она обеспеч безопасность и защищенность данных, до какой степени она позволяет наращивать число пользователей, можно ли перенести ее на компьютер другого типа.

  Самым верхн слоем явл разл сетев прил-я, такие как сетевые БД, почтовые сис-мы, ср-ва архив-я данных, системы автоматизации коллективной работы и др. Очень важно представлять диапазон возможностей, предоставляемых приложениями для различных областей применения, а также знать, насколько они совместимы с другими сетевыми приложениями и операционными системами.

  Сетевое приложение представляет собой распределенную программу, т. е. программу, которая состоит из  нескольких взаимодействующих частей, каждая из которых выполняется на отдельном компьютере сети.

   Рис. 1.. Взаимодействие частей распределенного приложения

  Распределенная  программа использует технологию клиент-сервер. Обработка информации в технологии клиент-сервер разделена между рабочей станцией (клиентом) и сервером.

  Программа сервер – специальная программа, предназначенная для обслуживания запросов на доступ к ресурсам данного компьютера от других компьютеров сети. Модуль сервера постоянно находится в режиме ожидания запросов, поступающих по сети. Круг задач, которые должны выполнять серверы, многообразен и сложен. Чтобы серверы отвечали современным требованиям пользователей, в больших сетях их делают специализированными (Серверы файлов, печати, приложений и т. д.).

  Программа- клиент - специальная программа, предназначенная для составления и посылки запросов на доступ к удаленным ресурсам, а также получения и отображения информации на компьютере пользователя.

  Сетевая служба - пара модулей «клиент - сервер», обеспечивающих совместный доступ пользователей к определенному типу ресурсов. Обычно сетевая операционная система поддерживает несколько видов сетевых служб для своих пользователей - файловую службу, службу печати, службу электронной почты, службу удаленного доступа и т. п.. (Примеры сетевых служб – WWW, FTP, UseNet).

  Термины «клиент» и «сервер» используются не только для обозначения программных  модулей, но и компьютеров, подключенных к сети. Если компьютер предоставляет свои ресурсы другим компьютерам сети, то он называется сервером, а если он их потребляет - клиентом. Иногда один и тот же компьютер может одновременно играть роли и сервера, и клиента.

 

2. Логическая архитектура компьютерной сети.

 

Различают физическую и логическую архитектуру компьютерных сетей.

    Физическая  архитектура определяется структурой, назначением и взаимосвязями аппаратных средств компьютерной сети, а также программными реализациями протоколов нижнего и среднего уровней ЭМВОС.

    Логическая  архитектура описывает структуру, назначение и взаимосвязи программных средств, реализующих протоколы верхних уровней ЭМВОС.

    Правильно выбранная архитектура компьютерной сети позволяет достигнуть выдвинутых требований по общей производительности, надежности защиты сетевых ресурсов, гибкости настройки, а также минимизации  денежных затрат на построение и администрирование сети.

    В настоящее время различают следующие  разновидности логической архитектуры  компьютерных сетей:

• одноранговая архитектура (peer-to-peer);
• классическая архитектура “клиент-сервер” (server based);
• архитектура «клиент-сервер», основанная на Web-технологии или Intranet-архитектура.

    Появление каждой из перечисленных архитектур связывают с отдельными этапами  эволюции вычислительных систем.

    На  первом этапе эволюции вычислительных систем компьютерные сети имели одноранговую архитектуру.

    В одноранговой сети:

1. Все компьютеры равноправны.
2. Каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер. Пользователи сами решают, какие данные на своем компьютере сделать доступными по сети.
3. Не более 10 компьютеров. Отсюда другое название — рабочая группа (workgroup).
4. Низкая производительность.
5. Низкие требования к  защищенности сетевого программного обеспечения.
6. Не требуется дополнительного сетевого программного обеспечения и соответственно администратора.

 

3. Локальные и глобальные сети.

 

    Для классификации КС используются различные признаки, но чаще всего сети делят на типы по: территориальному признаку; масштабу производственного подразделения, в пределах которого действует сеть; наличию или отсутствию сервера в сети.

По величине территории, которую покрывает сеть различают локальные, глобальные и городские сети.

Локальные сети - Local Area Networks (LAN) - сети, сосредоточенные на небольшой территории (обычно в радиусе не более 1-2 км). Из-за коротких расстояний в локальных сетях имеется возможность использования относительно дорогих высококачественных линий связи, кот позволяют, применяя простые методы передачи данных, достигать высоких скоростей обмена данными, порядка 100 Мбит/с. В связи с этим услуги, предоставляемые локальными сетями, отличаются широким разнообразием и обычно предусматривают реализацию в режиме on-line.

    Глобальные  сети - Wide Area Networks (WAN) - объединяют территориально-рассредоточенные компьютеры, которые могут находиться по всему миру. Так как прокладка высококачественных линий связи на большие расстояния обходится очень дорого, в глобальных сетях часто используются уже существующие линии связи, изначально предназначенные совсем для других целей. Например, многие глобальные сети строятся на основе телефонных и телеграфных каналов общего назначения. Из-за низких скоростей таких линий связи в глобальных сетях (десятки килобит в секунду) набор предоставляемых услуг обычно ограничивается передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты.

    Городские сети (или сети мегаполисов) - Metropolitan Area Networks (MAN) - являются менее распространенным типом сетей. Эти сети появились сравнительно недавно. Они предназначены для обслуживания территории крупного города - мегаполиса. Cети мегаполисов занимают промежуточное положение. Они используют цифровые магистральные линии связи, часто оптоволоконные, со скоростями от 45 Мбит/с, и предназначены для связи локальных сетей в масштабах города и соединения локальных сетей с глобальными.

    Основные  отличия локальных сетей от глобальных:

• Протяженность, качество и способ прокладки линий связи. 
• Сложность методов передачи и оборудования.
• Скорость обмена данными. (Для локальных сетей - 10, 16, 100, 1000 Мбит/с. Для глобальных сетей типичны гораздо более низкие скорости передачи данных - 2400,9600, 28800,33600 бит/с, 56 и 64 Кбит/с и только на магистральных каналах - до 2 Мбит/с.)
• Разнообразие предоставляемых  услуг.
• Масштабируемость. "Классические" локальные сети обладают плохой масштабируемостью. Глобальным же сетям присуща хорошая масштабируемость.

 

4. Сети операторов связи и корпоративные сети.

 

По назначению предоставлению услуг связи сети делятся:

1. сети операторов связи (или поставщиков услуг);
2. корпоративные сети.

Оператор  связи - это специализированное предприятие, кот создает телекоммуникационная сеть для оказания общедоступных услуг. Владеет этой сетью и поддерживает работоспособность.

Операторы связи  отличаются друг от друга набором  представляемых услуг охватываемой территорией, типом клиентов, на которых ориентированы услуги, имеющиеся во владении инфраструктуры.