7. Архитектура компьютерных сетей.

Общие сведения о компьютерных сетях

ЛВС является эффективным способом построения сложных систем управления различными производственными подразделениями.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) - это набор аппаратных средств и алгоритмов, обеспечивающих соединение компьютеров, периферийных устройств (принтеров, дисковых накопителей и т.п.), позволяющих компьютерам совместно использовать общую дисковую память, периферийные устройства, обмениваться данными.

Информационно-вычислительные системы можно разделить на три основных типа:

1. LAN (Local Area Network) - локальная сеть в пределах предприятия, учреждения, одной организации;

2. MAN (Metropolitan Area Network) - городская или региональная сеть, т.е. сеть в пределах города, области

3. WAN (Wide Area Network) - глобальная сеть, соединяющая абонентов страны, континента, всего мира.

Для автоматизации работы производственных предприятий используются системы на базе протоколов MAP/TOP:

• MAP (Manufacturing Automation Protocol) - сеть для производственных предприятий, заводов (выполняется автоматизация работы конструкторских отделов и производственных технологических цехов). МАР позволяет создать единую технологическую цепочку от конструктора, разработавшего деталь, до оборудования, на котором изготавливают эту деталь.

• TOP (Technical and Office Protocol) - протокол автоматизации технического и административного учреждения.

МАР/ТОР-системы позволяют полностью автоматизировать работу производственного предприятия.

Основное назначение ЛВС - распределение ресурсов ЭВМ. Принципы ЛВС:

• единой передающей среды;

• единого метода управления;

• единых протоколов;

• гибкой модульной организации;

• информационной и программной совместимости.

Архитектура компьютерных сетей

В зависимости от способа организации обработки данных и взаимодействия пользователей, которые поддерживаются конкретной сетевой ОС, выделяют два типа инф. систем: иерархические сети и сети клиент-сервер.

1. В иерархических сетях все задачи, связанные с хранением, обработкой данных, их представлением пользователям, выполняет центральный компьютер. Пользователь взаимодействует с центральным компьютером с помощью терминала. Операциями «ввода-вывода» информации на экран управляет центральный компьютер.

Достоинства иерархических систем:

• отработанная технология обеспечения отказоустойчивости, сохранности данных;

• надежная система защиты информации и обеспечения секретности.

Недостатки:

• высокая стоимость аппаратного и программного обеспечения, высокие эксплуатационные расходы;

• быстродействие и надежность сети зависят от центрального компьютера.

Примеры иерархических систем: SNA (IBM Corp), DNA (DEC).

2. В системах клиент-сервер обработка данных разделена между двумя объектами: клиентом и сервером. Клиент - это задача, рабочая станция, пользователь. Он может сформировать запрос для сервера: считать файл, осуществить поиск записи и т.п. Сервер - это устройство, или компьютер, выполняющий обработку запроса. Он отвечает за хранение данных, организацию доступа к этим данным и передачу данных клиенту. В системах клиент-сервер нагрузка по обработке данных распределена между клиентом и сервером, поэтому требования к производительности компьютеров, используемых в качестве клиента и сервера, значительно ниже, чем в иерархических системах.

По организации взаимодействия принято выделять два типа систем, использующих метод клиент-сервер:

• равноправную сеть;

• сеть с выделенным сервером.

Равноправная сеть - это сеть, в которой нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и единого устройства хранения данных. Операционная система такой сети распределена по всем рабочим станциям, поэтому каждая рабочая станция одновременно может выполнять функции как сервера, так и клиента. Пользователю в такой сети доступны все устройства (принтеры, жесткие диски и т.п.), подключенные к другим рабочим станциям.

Достоинства:

• низкая стоимость (используются все компьютеры, подключенные к сети, и умеренные цены на ПО для работы сети);

• высокая надежность (при выходе из строя одной рабочей станции, доступ прекращается лишь к некоторой части информации).

Недостатки:

• работа сети эффективна только при количестве одновременно работающих станций < 10;

• трудности в организации эффективного управления взаимодействием рабочих станций и обеспечение секретности информации;

• трудности обновления и изменения ПО рабочих станций.

В сети с выделенным сервером один из компьютеров выполняет функции хранения данных общего пользования, организации взаимодействия между рабочими станциями, выполнения сервисных услуг. Этот компьютер называется сервером сети. На сервере устанавливается и выполняется операционная система, к нему подключаются периферийные устройства (жесткие диски, принтеры, модемы и т.п.), он выполняет хранение и удаленную обработку данных, вывод на печать и т.д. Взаимодействие рабочих станций осуществляется через сервер.

Достоинства:

• выше скорость обработки данных (определяется быстродействием центрального компьютера, на сервер устанавливается специальная сетевая операционная система, рассчитанная на обработку и выполнение запросов, поступивших одновременно от нескольких пользователей);

• обладает надежной системой защиты информации;

• проще в управлении по сравнению с равноправными сетями.

Недостатки:

• такая сеть дороже из-за отдельного компьютера под сервер; менее гибкая по сравнению с равноправной сетью.

Сети с выделенным сервером являются более распространенными. Примеры сетевых ОС такого типа: Windows NT (Microsoft Corp.), NetWare (Novell Inc.), LAN Server (IBM Corp.).

Одной из важнейших функций сетевых технологий является распределенная обработка данных, позволяющая повысить эффективность информационного обеспечения как одного пользователя, так и группы пользователей.

Архитектура сети клиент-сервера позволяет различным прикладным программам одновременно использовать общую БД. Перенос программ управления данными с рабочих станций на сервер способствует высвобождению ресурсов рабочих станций, предоставляет возможность увеличить число частных, локально решаемых задач. Данная архитектура позволяет также централизовать ряд самых важных функций управления данными, такими, как защита информации баз данных, обеспечение целостности данных, управление совместным использованием ресурсов.