Сетевое программное обеспечение

ВВЕДЕНИЕ

 
 

       Как результат эволюции компьютерных технологий появились компьютерные сети. Само появление компьютерных сетей ознаменовало новый этап в компьютерной технологии.

       Самые первые компьютерные сети были довольно примитивными – скорость работы такой  сети была очень маленькой по сравнению  с современными сетевыми технологиями, но для того времени и это было достижение.

       С совершенствованием аппаратной части  сетей совершенствовалось и сетевое  программное обеспечение. Со временем потребовалось совершенствование  самих технологий, а не только развитие аппаратуры и программного обеспечения. Были разработаны современные сетевые  технологии. Одной из таких технологий является технология «клиент-сервер», позволяющая пользователям сети получать быстрый доступ к ресурсам. Об этой сетевой технологии мы и  хотели подробно рассказать.

АППАРАТНОЕ  ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Одноранговая модель подходит для небольших сетей

В одноранговой сети каждый компьютер может «общаться» с любым другим, предоставляя всем узлам сети свои файлы и принтеры и пользуясь чужими ресурсами. Одноранговая сеть весьма демократична и пригодна для использования лишь на небольшом числе компьютеров – не более чем для десятка. Сеть такого типа поддерживает Microsoft Windows 95 и выше, и будет прекрасно обслуживать, например рабочую группу в небольшом учреждении. В одноранговой сети каждый компьютер выступает и в качестве клиента, и в качестве сервера – его роль в любой момент времени зависит от того, получает он информацию, или передаёт (рисунок 1).

          
 
 
 
 
 

 

               

                 

                                                      Одноранговая

                     сеть  
 
 
 
 
 

                                                                                          
 

                                                              Рисунок 1

Модель  «клиент-сервер»  лучше подходит

для крупных сетей 

       При большом числе компьютеров (десятки, сотни и даже тысячи) предприятия  чаще всего полагаются на сети  модели «клиент-сервер». Упрощенно можно  считать, что в такой сети отдельный  компьютер подключается к одному или нескольким мощным компьютерам, которые называются серверами.

       Сервер – это компьютер, или выполняющаяся на нём программа, которая предоставляет клиентам доступ к общим ресурсам и управляет этими ресурсами.

       Клиент – пользователь (получатель) услуг и/или ресурсов, которые предоставляет сервер.

       В серверных сетях  серверы оснащены процессорами типа Intel Pentium 4 и сетевой операционной системой. 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                 Серверная сеть 
 

Сервер  и клиент

    трудятся  вместе 
 

    Роль  серверов состоит в обеспечение  централизованной защиты и управлении трафиком, а так же в предоставление клиентам ресурсов: информации, приложений и доступа к устройствам совместного пользования (например, к принтерам). В клиент – серверной среде в роли клиентов выступают настольные ПК (именно  ПК, а не неинтеллектуальные терминалы!) под управлением операционной системы типа Windows 95 или Windows NT Workstation. Как правило, клиент использует собственные вычислительные мощности для обработки информации, полученной от сервера, но полагается на сервер в части предоставления необходимых данных и приложений. Такое распределение ролей в обработке информации носит название клиентской (front - end) и серверной (back - end) обработки.

    Наряду  с успешным функционированием в  собственной «родной» среде, сети модели клиент – сервер могут работать с микрокомпьютерами и мэйнфреймами. Именно эта гибкость в сочетании достаточно низкой (по сравнению с традиционными решениями) стоимостью и составляет привлекательность клиент – серверных сетей. Работая в такой среде на компьютере – клиенте, можно «вкушать плоды» трех разных методов обработки информации: автономной работы, взаимодействия с другими ПК сети и подключения к серверу или мэйнфрейму для доступа к хранящейся там информации (так сказать, главное блюдо).

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Сетевые операционные

системы 
 

    Операционные  системы с сетевыми функциями  также представлены двумя не всегда легко различными разновидностями: серверным и клиентским. Это вызвано  различием возможностей и функций  серверов и клиентов сети на базе ПК. Серверная ОС концентрируется на управлении ресурсами, а клиентская – на удовлетворении потребностей владельца, то есть на выполнении задания  с максимальной скоростью и эффективностью. Это не значит что быстрота и эффективность  не важны для сервера, но его основная задача все же в поддержке большого числа компьютеров – клиентов, тогда как клиент чаще всего работает с конкретным приложением типа текстового процессора, электронной таблицы или почтовой программы. И если проверка орфографии, подготовка сообщения или пересечет, таблицы занимают непомерное много времени, владелец компьютера едва ли будет вообще им пользоваться.

    Выбор серверных ОС для корпоративных  сетей на базе ПК весьма широк: Windows NT, OS/2, Novell NetWare, UNIX и Mac OS с сетевыми службами AppleShare и AppleTalk. Как правило, эти ОС способны функционировать и в качестве ПО клиента, и в качестве ПО сервера. Более того, часто существует «младшая» версия для настольных ПК. Такие программные продукты как Windows NT Workstation, OS/2 Workstation, и ПО рабочей станции от NetWare, по существу, представляют собой несколько упрощенные версии своих «старших братьев», работающих на серверах.

В ПОГОНЕ ЗА

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ

 

       Раз у сетевой операционной системы  так много обязанностей, то она  должна работать с максимально возможной  скоростью. Добиться этого удаётся  с помощью «трёх М»: многопоточности, многозадачности и многопроцессорности. 
 

       Многопоточность 

       Одна  из главных отличительных особенностей сетевой операционной системы. Этот метод оптимизации производительности посредством наиболее полного использования  процессорного времени представляет собой подлинное чудо сложности. Многопоточная обработка основана на том, что процессор работает с  невероятной скоростью, измеряемой тактами. Эти такты выполняются  независимо то того, занят процессор или нет.

       При многопоточной обработке процесс  подразделяется на потоки, каждый из которых  выполняется микропроцессором по отдельности. Планирование потоков осуществляется операционной системой (рисунок 3).

        

             потоки  

      1 

      2

                             3 

      РИСУНОК 3 

Многозадачность

 

       На  самом деле многозадачность –  это нечто ловкости рук фокусника, ибо на одном процессоре два процесса не выполняются. Время процессора предоставляется  каждому процессу отдельно, а человеку кажется, что эти процессы идут параллельно. Такое впечатление создаётся  благодаря высокой скорости работы процессора и способностью перемешивать выделенные интервалы времени. Весь фокус в том, что для компьютера и операционной системы время  течет намного быстрее, чем для  людей.

       Многозадачность в любом виде выгодна, как средство повышения производительности. На сильно загруженном сервере, например, преимущества очевидны. Ясно, что выигрыш будет  ещё более, если многозадачность  реализована на компьютере-клиенте  – это позволяет ещё лучше  координировать взаимодействие сервера  с клиентом и управлять им с  ещё большей эффективностью, нежели в случае, когда клиент и сервер в определённый момент времени решают вместе или порознь одну единственную задачу.

Многопроцессорная обработка

 

       Для сред с высокой нагрузкой многопроцессорная  обработка просто необходима. В этом случае система может ещё успешнее справляться с задачами за счет того, что нагрузка перекладывается на много параллельных процессоров.

       Многопроцессорная обработка может быть симметричной и асимметричной.  При симметричной обработке любой процесс может  быть поручен любому, в данный момент свободному процессору.

       При асимметричной обработке нагрузка распределяется так, что один или  несколько процессоров обслуживают  только операционную систему, а остальные  работают только с приложениями.

       В силу больше гибкости симметричной обработки, система с ее поддержкой обеспечивает два важных преимущества.

       Во-первых, повышается отказоустойчивость, потому что один процессор способен справиться с любой задачей и отказ  одного процессора не ведёт к отказу всей системы.

       Во-вторых, улучшается балансировка нагрузки, так  как операционная система способна распределять её среди процессоров  равномерно и тем самым предотвращать  появление узких мест из-за слишком  частых обращений к одним процессорам  и пренебрежения остальными.