Тема 3. Компьютерные сети.

3.1. Основные особенности.

Компьютерные сети – совокупность взаимосвязанных через каналы передачи информации компьютеров, обеспечивающих пользователей средствами обмена информацией и коллективного использования ресурсов сети (информационных, программных, аппаратных). Сети делятся на:

• локальные

Главная особенность заключается в том, что все объединяемые ею компьютеры связаны единым каналом связи. Расстояние между компьютерами в такой сети ограничивается возможной длинной этого канала передачи информации, поэтому локальные сети связывают компьютеры одно или нескольких близлежащих зданий одного учреждения.

• глобальные

Для их функционирования используют разнообразные каналы передачи информации и в частности спутниковые. Как правило, они имеют узловую структуру: глобальная сеть состоит из подсетей, каждая из которых включает в себя коммуникационные узлы и каналы связи. Коммуникационные узлы предназначены для обеспечения быстрой передачи информации по сети, выбора оптимального маршрута передачи информации и т.п. т.е. они обеспечивают эффективность функционирования сети в целом. К этим узлам подключаются все компьютеры. Серверы и пользователи подключаются к глобальным сетям чаще всего через поставщиков услуг доступа к сети – провайдеров.

• интрасети

Объединяют пользователей, работающих в одной организации. Обычно используют возможности имеющихся локальных и глобальных сетей, поэтому такая сеть может связывать компьютеры, находящиеся как в одном здании, так и в различных местах мира. Интрасеть, представляющая собой объединение в единую сеть локальных сетей и отдельных компьютеров через открытую внешнюю среду передачи информации, называется виртуальной сетью. Виртуальная сеть, обеспечивающая безопасность передаваемых данных называется защищенной.

В сети имеются общедоступные компьютеры, которые предоставляют услуги всем пользователям. Такой компьютер называется сервером. Кроме того, в глобальных сетях сервером называют место в сети, выполняющее какие-либо услуги, которое может представлять собой не только компьютер, но и другие вычислительные системы (например, локальную сеть). Пользовательские компьютеры могут работать в двух режимах:

• режим терминала

• режим рабочей станции

В режиме терминала можно лишь послать запрос и получить результат его выполнения.

В режиме рабочей станции кроме этого производится еще и обработка полученной информации.

Компьютер-сервер комплектуется множеством сетевых плат (адаптеров), обеспечивающих подключение сети и по своим возможностям значительно превосходит рабочие станции. Представление информации и передача ее по сети производится в соответствии со стандартными соглашениями, наборы которых называются протоколами.

3.2. Основные концепции сетевого программного обеспечения.

Комплекс программ, который обеспечивает работу в сети, называется сетевым программ- ным обеспечением. Оно определяет тот тип услуг, которые обеспечивает данная сеть. Сетевое программное обеспечение реализуется на основе логической архитектуры сети. Логическая ар- хитектура сети определяет распределение функций между компьютерами сети независимо от их расположения и способа подключения.

Основными видами логической сетевой архитектуры являются:

• одноранговая

• на основе сервера

• “клиент–сервер”.

Одноранговая архитектура сети предусматривает равноправие всех компьютеров. Это простейший вид сети, обеспечивающей связь персональных компьютеров и позволяющей со- вместно использовать внешнюю память, принтеры, файлы.

Сетевая архитектура на основе сервера означает, что работой всей сети управляет специ- ально выделенный компьютер-сервер. Сетевое программное обеспечение такого сервера назы- вается сетевой операционной системой. При этом, чаще всего используется концепция файло- вого сервера, которая основана на том, что сетевая операционная система должна предостав- лять многим пользователям информационные ресурсы в виде файлов, поэтому сервер в такой сети называется файловым. Основная часть ее размещается на файловом сервере, а на рабочих станциях устанавливается ее небольшая часть, называемая оболочкой. Оболочка выполняет роль интерфейса между программами пользователя, обращающимися за ресурсом, и файловым сервером. Пользователь может использовать файловые ресурсы (файлы с данными, программы) сервера. Программные системы, хранящиеся на сервере, могут использоваться всеми пользова- телями одновременно, но для выполнения они автоматически переносятся на рабочую станцию и там выполняются. Вся обработка файлов данных, даже если они хранятся на файловом серве- ре, производится на рабочей станции пользователя. Таким образом, файловый сервер представляет собой хранилище файлов, используемое всеми пользователями, чьи рабочие станции объединены в сеть. При этом, как программы, так и файлы данных, находящиеся на файловом сервере, автоматически перемещаются на рабочую станцию, где и происходит обработка этих данных.

Архитектура “клиент–сервер”. В этом случае сетевое программное обеспечение ориенти- ровано не только на коллективное использование информационных ресурсов сети, но и на их обработку в месте размещения ресурса по запросам пользователей. Программные системы в этом случае относятся к одному из двух классов: 1) программы-серверы (программные систе- мы, обеспечивающие работу сервера) и 2) программы-клиенты (программные системы, обеспе- чивающие работу компьютера пользователя-клиента). Работа этих систем организуется сле- дующим образом: программы-клиенты выполняются на компьютере пользователя и посылают запросы к программе-серверу, работающей на компьютере-сервере. Основная обработка дан- ных производится сервером, а на компьютер пользователя посылаются только результаты вы- полнения запроса. Например, такая архитектура применяется для использования мощных СУБД, работающих с распределенными базами данных (Microsoft SQL Server, Oracle и др.). Серверы таких баз дан- ных рассчитаны на работу с большими объемами данных (десятки гигабайт и более), находя- щихся не только на сервере, но и на пользовательских компьютерах, и на большое количество пользователей. При этом, они обеспечивают высокую производительность, надежность и за- щищенность. В локальных сетях обычно используется одноранговая архитектура или архитектура на ос- нове файлового сервера. В глобальных сетях основной является архитектура “клиент-сервер”. Например, Web-серверы обеспечивают хранение и обработку гипертекстовых страниц, FTP- серверы обеспечивают хранение и передачу файлов, серверы электронной почты получают, пе- ресылают файлы с сообщениями и т.д.