3.5 Сети
Ранние компьютерные сети состояли из машин, соединяемых для передачи файлов. Программное обеспечение, необходимое для управления такими коммуникациями между машинами, добавлялось к операционной системе в форме обслуживающего программного обеспечения. Сегодня взаимодействие между компьютерами с помощью сетей широко распространено. Многие современные системы программного обеспечения, такие как всемирные информационно-поисковые системы, системы бухгалтерского учета компаний и даже некоторые компьютерные игры, являются распределенными системами (distributed system), то есть они состоят из элементов, функционирующих на разных компьютерах сети. Поэтому программное обеспечение, необходимое для поддержки таких систем, трансформировалось из простых пакетов обслуживающих программ в систему сетевого программного обеспечения, обеспечивающую сложную инфрастуктуру сети. В каком-то смысле сетевое программное обеспечение развивается в операционную систему сети. В оставшейся части этой главы мы рассмотрим некоторые вопросы, связанные с этой областью системного программного обеспечения.
3.5.1Основы организации сетей
Компьютерные сети разделяют на локальные (LAN —local area networks) и глобальные (WAN — wide area networks). Локальная сеть обычно состоит из компьютеров, объединенных в отдельный комплекс. Например, компьютеры, используемые в университете или на предприятии, обычно связаны локальной сетью. Глобальная сеть объединяет машины, которые могут находиться и в соседних городах, и на разных концах света.
Сети также различают на основе того, является ли внутреннее строение сети всеобщим достоянием или же правами на него владеет какая-либо корпорация. Первые сети называются открытыми (open network), вторые — закрытыми (closed network). Интернет относится к открытым системам. Передача информации через Интернет управляется набором открытых стандартов, которые называются протоколом TCP/IP (на самом деле это комплект протоколов). А сетевые системы, устанавливаемые и поддерживаемые компанией Novell, являются закрытыми.
В основе другой классификации сетей лежит их топология, то есть структура соединения машин. Четыре основных вида сетей представлены на рис. 3.10: а — кольцо, в котором машины соединяются в круг; б — шина, когда машины подсоединены к общей линии связи, которая называется шиной; в — звезда, когда одна машина является ядром, к которому подключены все остальные машины; г — нерегулярная структура, когда машины соединены бессистемно. Глобальные сети обычно являются нерегулярными сетями, а локальные сети, как правило, являются кольцевыми или шинными, поскольку такая сеть чаще всего создается одной организацией.
Важно помнить, что связи между машинами не обязательно должны быть выполнены проводниками. Все более распространенными становятся беспроводные сети. Например, технология радиопередачи, когда передаваемый сигнал распространяется во всех направлениях, может использоваться для создания шинных сетей. В этом случае шина представляет собой не кабель, а одну из частот радиовещательного диапазона.
Иногда бывает необходимо соединить две существующие сети. Если эти сети совместимы, то их можно соединить с помощью устройства связи, которое называется мостом (bridge). Например, когда нужно объединить две шинные сети, можно использовать мост в качестве средства связи между двумя сетями (рис. 3.11, а). Суть заключается в том, что когда две сети связываются с помощью моста, в результате получается просто более крупная сеть.
Однако часто необходимо связать две сети, характеристики которых не совместимы. Например, характеристики сети с топологией звезды не совместимы с характеристиками шинной. В таких случаях создается сеть из сетей, которая называется интерсетью (internet), при этом исходные сети сохраняют свое строение и продолжают функционировать как независимые сети. Они просто соединены, чтобы передавать сообщения между сетями, от машины одной сети к машине другой.
Соединение двух сетей в интерсеть осуществляется с помощью маршрутизатора (router), который представляет собой машину, принадлежащую одновременно двум сетям и передающую сообщения от машин одной сети к машинам другой (рис. 3.11, б). Обратите внимание на то, что функции, выполняемые маршрутизатором, гораздо сложнее функций, выполняемых мостом, поскольку маршрутизатор должен преобразовывать данные согласно индивидуальным характеристикам исходных сетей.