Компьютерные сети (ликбез).

Компьютерная сеть (network) - это группа из двух или более компьютеров, которые предоставляют совместный доступ к своим аппаратным или программным ресурсам. Сеть может быть небольшой и состоять из двух компьютеров, которые совместно используют принтер и установленный на одном из них накопитель CD-ROM, или же огромной как Internet — самая большая сеть в мире.

Совместный доступ означает, что каждый компьютер предоставляет свои ресурсы другому компьютеру (одному или нескольким), однако при этом сам управляет этими ресурсами. Таким образом, устройство, переключающее управление принтером между разными компьютерами, не может быть квалифицировано как сетевое. Именно переключатель обрабатывает задания на печать, и ни один из компьютеров не знает, когда другой должен печатать. Кроме того, задания на печать не могут пересекаться.

В сети совместно используемым принтером можно управлять с удаленного компьютера, а он может принимать задания на печать от разных компьютеров, сохраняя их на жестком диске сервера. Пользователи могут менять порядок выполнения заданий, могут их задерживать или отменять. Доступ к устройствам может закрываться с помощью паролей, чего нельзя реализовать, используя переключатель.

Устройства, к которым может быть предоставлен доступ. В принципе по сети можно предоставить доступ к любому устройству хранения или ввода-вывода. Накопители, отдельные папки или даже файлы можно открыть для других пользователей сети. Сеть не только позволяет снизить расходы на оборудование, открывая доступ к дорогим принтерам и прочим периферийным устройствам, но обладает рядом других преимуществ. Доступ к программному обеспечению и файлам данных может предоставляться нескольким пользователям. Существует возможность принимать и отправлять электронную почту. Специальное программное обеспечение позволяет нескольким пользователям вносить изменения в один документ. Программы удаленного управления могут быть использованы для разрешения проблем или для обучения новых пользователей. Одно соединение Internet может совместно использоваться несколькими пользователями.

Типы сетей. Существует несколько типов сетей: от двух соединенных компьютеров, до сетей, объединяющих офисы компании в разных городах.

Локальная сеть. Небольшая офисная сеть называется локальной (Local Area Network - LAN). В нее объединяются компьютеры, которые находятся в пределах одного офиса или здания. Локальную сеть можно создать дома из специальных компонентов. Такая сеть получила название домашней сети (Home Area Network — HAN).

Домашняя сеть. В ней часто используются те же компоненты, что и в локальной сети, однако в основном она применяется для совместного доступа к Internet. В отличие от локальной, передача данных в домашней сети чаще всего осуществляется по беспроводной системе доступа, телефонным линиям или линиям электропередачи. Домашние сети часто относят к классу локальных сетей, предназначенных для малых и домашних офисов (small office/home office — SOHO).

Глобальная сеть. Локальные сети, находящиеся в разных местах, могут быть соединены с помощью высокоскоростных оптоволоконных, спутниковых или выделенных телефонных линий. Несколько соединенных таким образом локальных сетей формируют глобальную сеть (Wide Area Network — WAN).

Internet. Наиболее заметной частью Internet является всемирная паутина (World Wide Web - WWW). Любой пользователь Internet оказывается пользователем огромной сети, независимо от типа подключения - модем, локальная сеть и т.д. Internet действительно является сетью сетей, соединенных друг с другом с помощью протокола TCP/IP. Web-браузеры, FTP?клиенты (File Transfer Protocol) и программы чтения новостей - наиболее распространенные способы использования Internet.

Intranet. В них используются те же браузеры и остальные программы, что и в Internet, и тот же протокол TCP/IP, однако при этом intranet является частью личной сети отдельной компании. Обычно intranet состоит из нескольких локальных сетей, которые соединены с остальными сетями компании, однако, в отличие от Internet, доступ к этой сети разрешен только работникам компании. Intranet можно назвать частной сетью Internet.

Extranet. Полностью не открытые сети intranet, доступ к которым разрешен покупателям и некоторым деловым партнерам, называются extranet. Как и для intranet, в них используются Web-браузеры и аналогичное программное обеспечение.

Замечание

Безопасность intranet и extranet обеспечивается брандмауэрами. Эти программы позволяют оставлять закрытые части сети действительно закрытыми.

Требования к сети. Для того чтобы создать работоспособную сеть, необходимо выполнить ряд требований. Сетевое программное обеспечение настолько же важно, насколько и сетевое оборудование, так как именно оно устанавливает логическое соединение. Для построения сети необходимы следующие элементы:

- физическое (кабель) либо беспроводное (инфракрасное (IRDA) или радиочастотное) соединение компьютеров;

- общий набор правил соединения, называемый протоколом;

- программное обеспечение, с помощью которого можно распределять ресурсы между другими компьютерами, называемое сетевой операционной системой;

- совместно используемые ресурсы: принтеры, жесткие диски, накопители CD-ROM;

- программное обеспечение, с помощью которого можно получить доступ к совместно используемым ресурсам, называемое клиентским.

Наличие этих элементов необходимо для любой сети — от самой простой до самой сложной.

Клиент/сервер или одноранговая сеть. Существует два основных типа локальных сетей, основанных на схеме соединения компьютеров: клиент/сервер и одноранговая (peer-to-peer — равный с равным).

Сеть клиент/сервер.

В сети клиент/сервер каждый компьютер играет определенную роль: он может выступать как сервер или как клиент. Сервер предназначен для предоставления своих ресурсов всем клиентским компьютерам в сети. Чаще всего сервер расположен в отдельной охраняемой комнате, поскольку именно на нем содержится наиболее важная информация. Остальные компьютеры сети выступают в роли клиентов (рис. 1).

Рис. 1

Сервер

В компьютере, представляющем сервер, установлено больше оперативной памяти, более емкий жесткий диск, более быстрый процессор, чем в клиентском компьютере. Такое требование к ресурсам обусловлено тем, что сервер должен одновременно обрабатывать запросы от нескольких клиентов. В высокопроизводительных серверах может быть установлено два и более процессора, слот, необходимый для сетевых интерфейсных плат, оптимизированных для сервера, и дополнительные источники электропитания. На сервере устанавливается специальная сетевая операционная система. Чаще всего сервер предназначен для выполнения определенных задач, например файловый сервер, сервер печати, факс-сервер, почтовый сервер и т.д. Ресурсы расположены на одном сервере или группе серверов. Для реализации сложных вычислительных процессов возможно использование нескольких серверов в качестве единого процессорного модуля благодаря параллельной обработке данных.

Клиент

Компьютер-клиент - это обычный ПК с установленной операционной системой Windows, который соединяется с сервером, а не с другими компьютерами локальной сети. В этих версиях Windows содержится клиентское программное обеспечение, позволяющее клиентским системам получать доступ к общим ресурсам сервера.

Одноранговая сеть.

В одноранговой сети каждый компьютер может соединиться с любым другим компьютером, к которому он подключен (рис.2). Фактически каждый компьютер может работать и как клиент, и как сервер; если компьютер предоставляет доступ к принтерам, папкам, дискам и прочим ресурсам другим компьютерам, то в одноранговой сети он является сервером. Именно поэтому в контексте одноранговых сетей упоминаются серверные и клиентские процессы. К такой сети может подключаться от двух компьютеров до нескольких сотен. Хотя не существует теоретического ограничения количества систем, формирующих одноранговую сеть, в сетях, охватывающих более 10 компьютеров, существенно снижается производительность и возникают проблемы безопасности данных. Кроме того, согласно рекомендации Microsoft, одноранговая сеть ограничена 10 компьютерами, работающими под управлением Windows или разделяющими ресурсы с другими системами. Следовательно, для формирования сети более чем с 10 компьютерами рекомендуется применять концепцию клиент/сервер. Одноранговая сеть устанавливается, как правило, в небольших офисах или отделах больших организаций. Преимуществом сети этого типа является то, что нет необходимости назначать какой-нибудь из компьютеров файлсервером. Большинство одноранговых сетей позволяют разделять любое устройство, подключенное к любому компьютеру сети. К недостаткам можно отнести низкую безопасность передаваемой информации и слабый контроль за сетью, в то время как сеть клиент/сервер позволяет осуществлять централизированное администрирование.

Сравнение одноранговой сети и сети клиент/сервер.

В сети клиент/сервер обеспечивается надлежащий уровень безопасности, более высокая производительность, резервное копирование данных и возможность использования дополнительных источников питания, а также дисковых массивов RAID. Однако стоимость создания и поддержки сети достаточно высока. В табл.1 приведены сравнительные характеристики одноранговой сети и сети клиент/сервер.

Рис. 2

Таблица 1