Компьютерные сети и сетевые ос. локальные и глобальные сети. сетевые службы

Базовые принципы организации компьютерной сети определяют ее основные характеристики:

операционные возможности,
производительность,
время доставки сообщений
и стоимость предоставляемых услуг.

Информационные системы, построенные на базе локальных вычислительных сетей, обеспечивают решение следующих задач:

хранение данных,
обработка данных,
организация доступа пользователей к данным,
передача данных и результатов их обработки пользователям.

Компьютерные сети реализуют распределенную обработку данных. Здесь обработка данных распределяется между двумя объектами: клиентом и сервером. Сервер обеспечивает хранение данных общего пользования и организует доступ к этим данным. В процессе обработки данных клиент формирует запрос к серверу на выполнение сложных процедур. Сервер выполняет запрос, и результаты передает клиенту. Подобная модель вычислительной сети получила название архитектуры клиент-сервер.

Другой моделью вычислительной сети является файл-сервер, запускающий операционную систему и управляющий потоком данных, передаваемых по сети. Отдельные рабочие станции и любые, совместно используемые периферийные устройства (принтеры, сканеры, модемы и т.д.) подсоединяются к файл-серверу. Каждая рабочая станция работает под управлением собственной дисковой операционной системы, но в отличие от автономного персонального компьютера, содержит плату сетевого интерфейса и физически соединена кабелями с файл-сервером.

Рабочая станция запускает оболочку сети, которая позволяет использовать файлы и программы, хранящиеся на файл-сервере, так же легко, как и находящиеся на ее собственных дисках. Чтобы включить рабочую станцию в состав сети, оболочка сетевой операционной системы загружается в начало операционной системы компьютера. Оболочка сохраняет большую часть команд и функций операционной системы и добавляет локальной системе больше функций, что придает ей гибкость.

По признаку распределения функций локальные компьютерные сети делятся наодноранговые и двухранговые(иерархические сети или сети с выделенным сервером).

В одноранговой сети компьютер выступает и в роли клиента, и в роли сервера. Одноранговое разделение ресурсов является вполне приемлемым для малых офисов с 5-10 пользователями, объединяя их в рабочую группу.

Двухранговая сеть организуется на основе сервера, на котором регистрируются пользователи сети.

Для современных компьютерных сетей типичной является смешаннаясеть, объединяющая рабочие станции и серверы, причем часть рабочих станций образует одноранговые сети, а другая часть принадлежит двухранговым сетям.

Проблемы адресации в сети

В различных сетях существуют различные процедуры, описывающие методы доступа к сетевым каналам (протоколы передачи данных). Наибольшее распространение получили конкретные реализации методов доступа: Ethernet, Arcnet и Token-Ring.

Метод доступаEthernet, разработанный фирмой Xerox в 1975 году, пользуется наибольшей популярностью, так как обеспечивает высокую скорость передачи данных и не исключает возможности одновременной передачи сообщений двумя или несколькими станциями. Для данного метода доступа используется топология «общая шина».

Метод доступаArcnet разработанный фирмой DatapointCorp. получил широкое распространение, благодаря тому, что оборудование Arcnet дешевле, чем оборудование Ethernet или Token-Ring. Arcnet используется в локальных сетях с топологией «звезда».

Метод доступаToken-Ring был разработан фирмой IBM и рассчитан на кольцевую топологию сети.

Кроме проблем создания локальных вычислительных сетей имеется также проблема расширения (объединения) компьютерных сетей. Вычислительная сеть, созданная на определенном этапе развития информационной системы, со временем может перестать удовлетворять потребности всех пользователей. В то же время физические свойства сигналов, каналов передачи данных и конструктивные особенности сетевых компонент накладывают жесткие ограничения на количество узлов и геометрические размеры сети. Для объединения локальных сетей применяются следующие устройства: повторитель, мост, маршрутизатор, шлюз.

Крупные локальные сети объединяются в глобальные. Функционирование глобальных сетей поддерживают центры управления (специальные компьютеры), которые служат только для административных целей, ведут учет, предоставляют пользователям информацию относительно ресурсов сети, проверяют работу сети. Пользователи общаются с другими абонентами сети посредством специального коммуникационного программного обеспечения.

В настоящее время наиболее крупной глобальной сетью, охватывающей практически все страны мира, считается Internet.

Internet обеспечивает обмен информацией между всеми компьютерами, которые входят в сети, подключенные к ней, и предоставляет в распоряжение своих пользователей множество всевозможных ресурсов. Тип компьютера и используемая им операционная система значения не имеют.

Для того чтобы информация передавалась между компьютерами независимо от используемых линий связи, типа компьютера и программного обеспечения, разработаны специальныепротоколы передачи данных. Они работают по принципу разбиения данных на блоки определенного размера (пакеты), которые последовательно отсылаются адресату.

В Интернете используются два основных протокола: межсетевой протокол IP и протокол управления передачей TCP. Так как эти протоколы взаимосвязаны, обычно говорят о протоколе TCP/IP.

Основными ячейками Internet являются локальные вычислительные сети. Если некоторая локальная сеть подключена к Internet, то каждая рабочая станция этой сети также может подключаться к Internet. Компьютеры, самостоятельно подключаемые к Internet, называются хост-компьютерами.

Каждый подключенный к сети компьютер имеет свой адрес. К адресам станций предъявляются специальные требования. Адрес должен иметь формат, позволяющий вести его обработку автоматически, и должен нести информацию о своем владельце. С этой целью для каждого компьютера устанавливаются два адреса:цифровой IP-адрес и доменный адрес. Первый из них более понятен компьютеру, второй — человеку. Оба эти адреса являются равноправными.

Для упрощения связи абонентов сети все ее адресное пространство разбито на отдельные области – домены, которые в системе адресов Internet представлены географическими регионами и имеют имя, состоящее из двух букв. Существуют домены, разделенные по тематическим признакам, имеющие трехбуквенное сокращенное название.

Компьютерное имя включает как минимум два уровня доменов, которые отделяются друг от друга точкой. Справа указывается домен верхнего уровня, слева — поддомены общего домена.

Для обработки пути поиска в доменах имеются специальные серверы имен.

Использование технологий Интернета необязательно реализуется в рамках всемирной информационной сети. Технологии, применяемые в глобальной сети, пригодны и для создания мощных корпоративных информационных систем и систем обеспечения коллективной работы (IntraNet).

Компоненты (протоколы, программы, компьютеры-серверы), собранные вместе для обеспечения одной из услуг Internet, называются сервисами (услугами, службами) сети. Одним из важнейших сервисов является электронная почта. Локальные системы электронной почты характеризуются секретностью, низкой стоимостью и высокой функциональностью. Существуют два основных вида локальных систем: централизованные системы и системы на основе локальных сетей.Существует множество программных пакетов электронной почты. К ним относятся Microsoft Outlook Express, Microsoft Mail, Novell Group Wise и другие. Возможности электронной почты могут быть использованы в Internet. При этом используется система адресов, базирующаяся на доменном адресе компьютера, подключенного к Internet.

Сетевые службы Для конечногопользователя сеть — это не компьютеры, кабели и концентраторы и даже неинформационные потоки, для него сеть — это, прежде всего, наборсетевых служб, с помощью которых он получает возможность просмотретьсписок имеющихся в сети компьютеров, прочитать удаленный файл, распечататьдокумент на чужом принтере или послать почтовое сообщение. Именно совокупностьпредоставляемых возможностей — насколько широк их выбор, насколько ониудобны, надежны и безопасны — определяет для пользователя облик той или инойсети. Кроме собственно обменаданными, сетевые службы должны решать и другие, более специфические, задачи,например, задачи, связанные с распределенной обработкой данных. К таким задачам относится: · обеспечение непротиворечивостинескольких копий данных, размещенных на разных машинах (служба репликации), · или организация выполнения одной задачипараллельно на нескольких машинах сети (служба вызова удаленных процедур). Среди сетевых служб можно выделитьадминистративные, то есть такие, которые в основном ориентированы нена простого пользователя, а на администратора, и служат для обеспеченияправильной работы сети в целом. Служба администрирования пользовательских учетныхзаписей, которая позволяет администратору вести общую базу данных опользователях сети, система мониторинга сети, позволяющая захватывать ианализировать сетевой трафик, служба безопасности, в функциикоторой может входить, помимо прочего, выполнение процедуры логического входас последующей проверкой пароля, — все это примеры административных служб. Реализация сетевых службосуществляется программными средствами. Все сетевые службы построеныв архитектуре клиент-сервер. Основные службы — файловаяслужба и служба печати — обычно предоставляются сетевой операционной системой, а вспомогательные, например служба баз данных, факсимильнойсвязи или передачи голоса, — системными сетевыми приложениями илиутилитами, работающими в тесном контакте с сетевой ОС. Вообще говоря, распределение служб между ОС и утилитами достаточноусловно и меняется в зависимости от реализации ОС. При разработке сетевых служб приходится решать задачи, свойственные любымраспределенным приложениям: · определение протокола взаимодействиямежду клиентской и серверной частями, · распределение функций между ними, · выбор схемы адресации приложений и т.д. Одним из главныхпоказателей качества сетевой службы является ее удобство. Для одного и тогоже ресурса может быть разработано несколько служб, по-разному решающих вобщем-то одну и ту же задачу. Отличия могут заключаться в производительностиили в уровне удобства предоставляемых услуг. Например, файловая службаможет быть основана на использовании команды передачи файла из одногокомпьютера в другой по имени файла, а это требует от пользователя знанияимени нужного файла. Та же файловая служба может быть реализована и так, чтопользователь монтирует удаленную файловую систему к локальному каталогу, адалее обращается к удаленным файлам как к своим собственным, что гораздоудобнее. Качество сетевой службы зависит и от качества пользовательскогоинтерфейса — интуитивной понятности, наглядности, рациональности. При определении степениудобства разделяемого ресурса часто употребляют терминпрозрачность. Прозрачный доступ — это такой доступ, при которомпользователь не замечает, где расположен нужный ему ресурс — на егокомпьютере или на удаленном. После того как он смонтировал удаленную файловуюсистему в свое дерево каталогов, доступ к удаленным файлам становится длянего совершенно прозрачным. Сама операция монтирования также может иметьразную степень прозрачности — в сетях с меньшей прозрачностью пользовательдолжен знать и задавать в команде имя компьютера, на котором хранитсяудаленная файловая система, в сетях с большей степенью прозрачностисоответствующий программный компонент сети производит поиск разделяемых томовфайлов независимо от мест их хранения, а затем предоставляет их пользователюв удобном для него виде, например в виде списка или набора пиктограмм. Для обеспеченияпрозрачности важен способ адресации (именования) разделяемых сетевыхресурсов. Имена разделяемых сетевых ресурсов не должны зависеть от ихфизического расположения на том или ином компьютере. В идеале пользователь недолжен ничего менять в своей работе, если администратор сети переместил томили каталог с одного компьютера на другой. Сам администратор и сетевая операционнаясистема имеют информацию о расположении файловых систем, но от пользователяона скрыта. Такая степень прозрачности пока редко встречается в сетях, -обычно для получения доступа к ресурсам определенного компьютера сначалаприходится устанавливать с ним логическое соединение. Такой подходприменяется, например, в сетях Windows NT.

Литература

Основная:

1. Макарова Н. В., Матвеев Л. А., Бройдо В. Л. и др. Информатика / Подред. Макаровой Н. В. М., 2003.

2. Информатика / Под ред. С. В. Симоновича. – СПб., 2004.

3. Моисеев А.В. Информатика. – М.: Академия, 1998.

4. Аветисян Р.Д., Аветисян Д.Д., Теоретические основы информатики. –М.: Наука, 1997.

5. Аладьев В.З. и др. Основы информатики. – М.: Филин, 1999.

6. Балапанов Е.К. Новые информационные технологии: 30 уроков по информатике. Алматы, 2001.

7. Воройский Ф.С. Информатика. Новый систематизированный толковый словарь-справочник. – М., 2001.

21.Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. СПб.: Питер, 2002.

22.Таненбаум Э. Компьютерные сети. СПб.: Питер, 2002.

Компьютерные сети и сетевые ос. локальные и глобальные сети. сетевые службы

Статьи к прочтению:

Компьютерные сети

Похожие статьи: