Компьютерные сети

При выборе сетевого программного обеспечения надо в первую очередь  учитывать следующие  факторы:

• какую сеть оно поддерживает: одноранговую сеть, сеть на основе сервера или оба этих типа;
• какое максимальное количество пользователей допускается (лучше брать с запасом не менее 20%);
• какое количество серверов можно включить и какие типы серверов возможны;
• какова совместимость с разными операционными системами и разными компьютерами, а также с другими сетевыми средствами;
• каков уровень производительности программных средств в различных режимах работы;
• какова степень надежности работы, каковы разрешенные режимы доступа и степень защиты данных;
• и, возможно, главное - какова стоимость программного обеспечения.

Сети  отделов

Сети  отделов - это сети, которые используются сравнительно небольшой группой сотрудников, работающих в одном отделе предприятия. Эти сотрудники решают некоторые общие задачи, например ведут бухгалтерский учет или занимаются маркетингом. Считается, что отдел может насчитывать до 100-150 сотрудников.

Главной целью  сети отдела является разделение локальных ресурсов, таких как приложения, данные, лазерные принтеры и модемы. Обычно сети отделов имеют один или два файловых сервера, не более тридцати пользователей (рис. 8.3) и не разделяются на подсети. В этих сетях локализуется большая часть трафика предприятия. Сети отделов обычно создаются на основе какой-либо одной сетевой технологии - Ethernet, Token Ring. В такой сети чаще всего используется один или, максимум, два типа операционных систем. Небольшое количество пользователей позволяет применять в сетях отделов одноранговые сетевые ОС, например Windows 98.

Задачи управления сетью на уровне отдела относительно просты: добавление новых пользователей, устранение простых отказов, инсталляция  новых узлов и установка новых  версий программного обеспечения. Такой  сетью может управлять сотрудник, посвящающий выполнению обязанностей администратора только часть своего времени. Чаще всего администратор  сети отдела не имеет специальной  подготовки, но является тем человеком  в отделе, который лучше всех разбирается  в компьютерах, и само собой получается так, что он и занимается администрированием сети.

Существует и  другой тип сетей, близкий к сетям  отделов, - сети рабочих групп. К таким  сетям относят совсем небольшие  сети, включающие до 10-20 компьютеров. Характеристики сетей рабочих групп практически  не отличаются от описанных выше характеристик  сетей отделов. Такие свойства, как простота сети и однородность, здесь проявляются в наибольшей степени, в то время как сети отделов могут приближаться в некоторых случаях к следующему по масштабу типу сетей - сетям кампусов.

Сети  кампусов

Сети кампусов получили свое название от английского  слова campus - студенческий городок. Именно на территории университетских городков часто возникала необходимость в объединении нескольких мелких сетей в одну большую. Сейчас это название не связывают со студенческими городками, а используют для обозначения сетей любых предприятий и организаций.

Сети  кампусов (рис. 8.4) объединяют множество сетей различных отделов одного предприятия в пределах отдельного здания или одной территории, покрывающей площадь в несколько квадратных километров. При этом глобальные соединения в сетях кампусов не используются. Службы такой сети включают взаимодействие между сетями отделов, доступ к общим базам данных предприятия, доступ к общим факс-серверам, высокоскоростным модемам и высокоскоростным принтерам. В результате сотрудники каждого отдела предприятия получают доступ к некоторым файлам и ресурсам сетей других отделов. Сети кампусов обеспечивают доступ к корпоративным базам данных независимо от того, на каких типах компьютеров они располагаются.

Именно на уровне сети кампуса возникают проблемы интеграции неоднородного аппаратного  и программного обеспечения. Типы компьютеров, сетевых операционных систем, сетевого аппаратного обеспечения в каждом отделе могут отличаться. Отсюда вытекают сложности управления сетями кампусов. Администраторы должны быть в этом случае более квалифицированными, а  средства оперативного управления сетью - более эффективными.

Сети  масштаба предприятия

Корпоративные сети называют также сетями масштаба предприятия, что соответствует  дословному переводу термина "enterprise-wide networks", используемого в англоязычной литературе для обозначения этого типа сетей. Сети масштаба предприятия (корпоративные сети) объединяют большое количество компьютеров на всех территориях отдельного предприятия. Они могут быть сложно связаны и способны покрывать город, регион или даже континент. Число пользователей и компьютеров может измеряться тысячами, а число серверов - сотнями, расстояния между сетями отдельных территорий бывают такими, что приходится использовать глобальные связи (рис. 8.5). Для соединения удаленных локальных сетей и отдельных компьютеров в корпоративной сети применяются разнообразные телекоммуникационные средства, в том числе телефонные каналы, радиоканалы, спутниковая связь. Корпоративную сеть можно представить в виде "островков локальных сетей", плавающих в телекоммуникационной среде.

Непременным атрибутом  такой сложной и крупномасштабной сети является высокая степень неоднородности (гетерогенности) - нельзя удовлетворить потребности тысяч пользователей с помощью однотипных программных и аппаратных средств. В корпоративной сети обязательно будут использоваться различные типы компьютеров - от мэйнфреймов до персоналок, несколько типов операционных систем и множество различных приложений. Неоднородные части корпоративной сети должны работать как единое целое, предоставляя пользователям по возможности удобный и простой доступ ко всем необходимым ресурсам.

Сети предприятий (корпоративные сети) объединяют большое количество компьютеров на всех территориях отдельного предприятия. Для корпоративной сети характерны:

• масштабность - тысячи пользовательских компьютеров, сотни серверов, огромные объемы хранимых и передаваемых по линиям связи данных, множество разнообразных приложений;
• высокая степень гетерогенности - различные типы компьютеров, коммуникационного оборудования, операционных систем и приложений;
• использование глобальных связей - сети филиалов соединяются с помощью телекоммуникационных средств, в том числе телефонных каналов, радиоканалов, спутниковой связи.

Появление корпоративных  сетей - это хорошая иллюстрация  известного постулата о переходе количества в качество. При объединении  отдельных сетей крупного предприятия, имеющего филиалы в разных городах  и даже странах, в единую сеть многие количественные характеристики объединенной сети переходят некоторый критический порог, за которым начинается новое качество. В этих условиях существующие методы и подходы к решению традиционных задач сетей меньших масштабов для корпоративных сетей оказались непригодными. На первый план вышли такие задачи и проблемы, которые в сетях рабочих групп, отделов и даже кампусов либо имели второстепенное значение, либо вообще не проявлялись. Примером может служить простейшая (для небольших сетей) задача - ведение учетных данных о пользователях сети.

Windows NT явилась продолжением фирмой Microsoft проекта OS/2, предпринятым фирмой Microsoft после того, как разошлись ее пути с IBM. В качестве руководителя проекта Windows NT был приглашен Д.Катлер, имеющий большой опыт в разработке операционных систем в фирме DEС (ОС VAX VMS).

С самого начала Windows NT планировалась как ОС, предназначенная  для выполнения функций сервера. Windows NT является полностью 32-разрядной  ОС с объектно-ориентированной структурой и строится на базе микроядра. Последнее  обстоятельство позволило сделать  ОС доступной на большом числе  аппаратных платформ CISC- и RISC-процессоров, в том числе, и в симметричных многопроцессорных архитектурах. Однако, начиная с версии 4, Windows NT работает только на процессорной архитектуре  Intel/Pentium. Архитектура ОС [10, 35] представлена на рисунке 5.1.

Реализация концепции  микроядра в Windows NT состоит в том, что ОС состоит из процессов-серверов, выполняющих непосредственное обслуживание пользовательских процессов в пользовательском режиме, и части системы, работающей в режиме ядра, выполняющей по запросам процессов-серверов низкоуровневые и  критические операции.

Ядро осуществляет планирование действий процессора и синхронизацию работы процессов и нитей. Ядро является резидентным и непрерываемым. Ядро объектно-базировано, то есть обеспечивает низкоуровневую базу для определенных объектов ОС, которые могут использоваться компонентами высшего уровня. Объекты ядра делятся на две группы: объекты управления и объекты диспетчеризации. Основным оъектом управления является процесс, представляющий собой адресное пространство, набор доступных процессу объектов и совокупность нитей управления. Некоторые другие объекты управления: прерывание, процедура синхронного вызова, процедура отложенного вызова и т.д. Объекты диспетчеризации характеризуются сигнальными состояниями и управляют диспетчеризацией и синхронизацией операций. Примеры объектов диспетчеризации: нить, семафор, событие, взаимное исключение (mutex - для пользовательского режима и mutant - для режима ядра) и другие.

Ядро реализует  основную политику планирования процессов  и нитей (хотя в нее могут быть внесены изменения серверами  подсистем). Всего в Windows NT имеется 32 градации приоритетов, разнесенные  по 4 классам. При запуске процесс  получает уровень приоритета, назначаемый  по умолчанию его классу:

• для класса реального времени - уровень 24;
• для высокого класса - уровень 13;
• для нормального класса - уровень 9 для интерактивного или уровень 7 для фонового процесса;
• для отложенного класса - уровень 4.

Исполнительная  подсистема - верхний уровень ядра, представляющий сервис ядра подсистемам среды и другим серверам. Ниже перечисляются компоненты исполнительной подсистемы.