1. Общие принципы построения сетей
1.1. Функциональные возможности сетей
Польза от использования сетей может относиться к разным категориям.
Во-первых, прямое общение людей (коммуникация). При этом сеть ис- пользуется как среда, передающая от одного человека другому набранный на клавиатуре текст, введенный с микрофона голос, полученное с видеокамеры изображение или и то, и другое, и третье. Сюда относятся электронная почта, различные системы для разговоров (чат-системы), системы типа ICQ, Internet Phone, видеоконференции, и многое другое. Естественно, для этого использует- ся программное обеспечение, но оно играет чисто техническую роль приемопе- редатчика, подобно телефонному аппарату при разговоре по телефону.
Во-вторых, передача данных между программами и людьми. При этом на одной стороне информационного потока находится программный процесс, на-
пример, Система Управления Базами Данных (СУБД), а на другой – человек- пользователь. Человек, конечно, использует программы для доступа к СУБД, но эти программы так же, как в первом случае, играют чисто техническую роль.
Однако СУБД уже выступает как полноправный участник передачи данных. Другим примером может служить сетевая файловая система, обеспечивающая доступ к файлам на другом компьютере. Такие программы, которые выполняют
некоторые действия по собственной инициативе, а не по прямой команде от пользователя, будем называть активными программами или программными агентами.
В-третьих, передача данных между активными программами. В этом слу-
чае человек явно не участвует в процессе передачи данных. Например, система зеркалирования содержимого узлов Интернета, может выполняться автомати- чески через заданные промежутки времени или в соответствии с другими кри- териями. Надо понимать, что, в конце концов, результатами функционирования таких программ все равно будет пользоваться человек, и только ради этого они и созданы и запущены.
Человек
Человек
Программы
Компьютер
Сеть
Программы
Компьютер
Рис. 1.1
Отношения "человек-программа" функционально асимметричны: человек является либо поставщиком данных, либо их пользователем. Программы же либо просто хранят, либо преобразуют хранимую информацию.
Отношения сети и компьютера тоже асимметричны. Если компьютер мо-
жет работать без сети, автономно, то сеть без компьютеров немыслима.
Определимся, что же такое компьютерная сеть. Под компьютерной сетью принято понимать совокупность компьютеров, соединяющих их каналов связи и дополнительного оборудования, предназначенная для обмена данными.
Тогда схема рис.1.1. немного преобразуется:
Человек
Человек
Программы
Компьютер
Каналы
связи
и доп. обору- дование
Программы
Компьютер
Компьютерная Сеть
Рис.1.2
Рассмотрим по порядку, какими свойствами должна обладать компью-
терная система, чтобы называться сетью.
Во-первых, для сети нужны компьютеры – как минимум, два. Будем на-
зывать эти компьютеры – узлами сети, или просто узлами. Можно также встре- тить термины "станция данных", "оконечная система". Принципиальных ог- раничений сверху на количество компьютеров в сети нет (однако для любой конкретной сетевой технологии такие ограничения всегда есть – либо ограни- чивается общее количество компьютеров, либо количество сегментов сети и компьютеров в них). Сети принято классифицировать не столько по размеру (количеству узлов), сколько по масштабу (охватываемой территории) – локаль- ные, региональные и т.д.
Во-вторых, компьютеры должны быть соединены каналами передачи данных (КПД). Канал передачи данных состоит из линии передачи данных
(ЛПД) и аппаратуры окончания канала данных (АОКД). За последним тер- мином скрываются такие устройства, как, например, модем или сетевая карта. Для обозначения АОКД будем пользоваться современным термином "сетевой
интерфейс". Часто для обеспечения функционирования сети оказывается необ- ходимым использовать дополнительное оборудование – повторители, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и пр. Совокупность каналов передачи данных и
дополнительного сетевого оборудования называется сетью передачи данных
(СПД).
В-третьих, компьютеры должны быть оснащены сетевым программным обеспечением (СПО) – как правило, сетевой операционной системой (СОС) или
сетевой надстройкой над обычной операционной системой. СПО, установлен-
ное на разных компьютерах может быть разным, но обязательно совместимым друг с другом – то есть реализовывать один набор протоколов передачи дан- ных.
В-четвертых, хотя бы один компьютер должен предоставлять для общего пользования часть своих ресурсов – дисковое пространство, принтер, програм-
мы и т.д. Такой компьютер называется сервером. Кроме этого, все остальные узлы сети (клиенты), должны иметь возможность использовать ресурсы серве- ров. Ресурсы, предоставляемые в общее пользование сервером, будем называть разделяемыми ресурсами.
Четвертое свойство не всегда очевидно (например, в случае сети, исполь- зуемой только для обмена электронной почтой, сложно выделить разделяемые ресурсы), однако обязательно присутствует (такими ресурсами для примера с
электронной почтой могут выступать программа почтового сервера, дисковое пространство, отведенное для хранения сообщений, процессорное время, затра- чиваемое на обработку почты).
В большинстве случаев, название разделяемого ресурса указывается в на- звании сервера: файловый сервер (ресурс – дисковые файлы), сервер печати (ресурс – принтеры), сервер приложений (ресурс – прикладные программы),
сервер баз данных (ресурс – базы данных) и т.д.
Отметим, что перечисленные свойства отражают разные аспекты сущно-
сти компьютерной сети. Первые два свойства можно назвать структурными –
они определяют, из каких элементов состоит сеть и как эти элементы связаны между собой. Третье свойство – программное, указывающее на необходимость специальных программ, без которых элементы сети останутся разобщенными, даже будучи физически связанными. Наконец, четвертое свойство – прагмати- ческое, оно содержит указание на то, что цель создания сети лежит не в ней са- мой, а той пользе, которую сеть может принести.