Общие принципы построения вычислительных сетей

Очевидным слабым местом одноранговых сетей является их безопасность. В целом, безопасность (т. е. защита компьютеров и хранящихся в них данных от ущерба или несанкционированного доступа) одноранговой сети обеспечивается установкой пароля на какой-либо совместно используемый ресурс (например, каталог). Все пользователи одноранговой сети сами регулируют уровень своей безопасности, и ресурсы общего применения могут находиться на любом компьютере, поэтому в такой сети очень сложно осуществлять централизованный контроль. Это оказывает огромное влияние на уровень безопасности сети, т. к. некоторые пользователи могут вообще не выполнять никаких правил безопасности. Таким образом, одноранговая сеть лучше всего подходит в следующих случаях:

□ когда число  пользователей невелико. Разработчики обычно устанавливают этот предел в  десять пользователей, хотя, конечно, их может быть и больше;

□ когда пользователи совместно используют ресурсы (например, файлы и принтеры), но для этого  не применяются специальные серверы;

□ вопросы защиты данных не критичны;

□ когда предполагается, что организация (а значит, и компьютерная сеть) будет расти только в ограниченных пределах.

□ пользователи расположены компактно;

□ ограничены финансовые возможности.

Также достоинствами одноранговых ЛВС являются:

- относительная  простота их установки и эксплуатации,

- умеренная стоимость, 

-возможность  развития (например, по числу включенных  терминалов),

- независимость  выполняемых вычислительных и  других процессов для каждой  включенной в сеть ЭВМ

В то же время  одноранговой сети присущи некоторые  недостатки:

* Отсутствие сетевого администрирования;

* Выделение части вычислительной мощи сетевым пользователям для поддержки доступа к своим ресурсам;

* Отсутствие централизованного управления для обеспечения нормальной защиты сети;

* Каждый пользователь в одноранговой сети должен обладать достаточным уровнем знаний, чтобы успешно выполнять обязанности не только пользователя, но и администратора своего компьютера(самостоятельное администрирование).

* Отсутствие централизованного управления, не позволяющее работать в больших сетях;

* Отсутствие центрального хранилища файлов, что затрудняет их архивацию и резервное копирование;

* Возможность потери сетевых данных при перезагрузке рабочей станции

  Основной  недостаток работы одноранговой сети заключается в значительном увеличении времени решения прикладных задач. Это связано с тем, что каждый компьютер сети отрабатывает все запросы, идущие к нему со стороны других пользователей. Следовательно, в одноранговых сетях каждый компьютер работает значительно интенсивнее, чем в автономном режиме. 
 

 

    

2.2 Сети на основе  выделенного сервера. 

Если к одноранговой сети, где компьютер выступает в роли и клиентов и серверов подключить более 10 пользователей, она может не справиться с объемом возложенных на нее задач. Поэтому большинство сетей имеют другую конфигурацию - они работают на основе выделенного сервера. Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер и не используется в качестве клиента или рабочей станции. Он оптимизирован для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для повышения защищенности файлов или каталогов. Сети на основе серверов стали промышленным стандартом(приложение 6).

При увеличении размеров сети и объема сетевого трафика  необходимо увеличивать количество серверов. Распределение задач среди  нескольких серверов гарантирует, что  каждая задача будет выполняться  наиболее эффективно.

Круг задач, который  должны выполнять серверы , многообразен и сложен. Чтобы серверы отвечали современным требованиям пользователей, в больших сетях их делают специализированными. Например, в сети Windows NT могут работать различные типы серверов.

Серверы файлов и печати.

Серверы файлов и печати управляют доступом пользователей  к файлам и принтерам. Так, чтобы  работать с текстовым процессором, прежде всего Вы должны запустить  его на своем компьютере. Документ текстового процессора, хранящийся на сервере файлов, загружается в  память Вашего компьютера, и теперь Вы можете работать с этим документом на своем компьютере. Другими словами, сервер файлов предназначен для хранения данных.

Серверы приложений. 

На серверах приложений выполняются прикладные задачи клиент серверных приложений, а так же находятся данные доступные  клиентам. Например, чтобы ускорить поиск данных серверы хранят большие  объемы информации в структурированном  виде. Эти серверы отличаются от серверов файлов и печати. В последних файл или данные целиком копируются на запрашивающий компьютер. А в сервере приложений на клиентский компьютер пересылаются только результаты запроса.

Приложение-клиент на удаленном компьютере получает доступ к данным, сохраняемым на сервере  приложений. Однако, вместо всей базы данных на Ваш компьютер с сервера загружается только результаты запроса.

Почтовые серверы.

Почтовые серверы  управляют сообщениями электронной  почты между серверами сети.

Серверы факсов.

Серверы факсов управляют потоком входящих и  исходящих факсимильных сообщений  через один или несколько факс-модемов.

Коммуникационные  серверы.

Коммуникационные  серверы (серверы связи) управляют  проходящим через модем и телефонную линию потоком данных и почтовых сообщений между своей сетью  и другими сетями, мэйнфреймами или удаленными пользователями.  
 

Серверы служб  каталога.

Каталог содержит данные о серверах, позволяя пользователям  находить, сохранять и защищать информацию в сети. Windows NT Server объединяет компьютеры в логические группы - домены, система защиты которых обеспечивает различным пользователям неодинаковые права доступа к сетевым ресурсам.

Симметричная  многопроцессорная обработка и  параллельная обработка 

Поскольку процессоры являются ключевыми элементами производительности и расширяемости сервера, имеет  смысл рассмотреть несколько  подробнее мультиобработку. Машина с симметричной мультиобработкой (Symmetric multiprocessing, SMP) представляет собой компьютер, в котором применяются два или более процессоров. Эти процессоры совместно используют общую память и работают под управлением одной операционной системы. SMP-машины могут быть расширены добавлением новых процессоров по мере роста потребностей предприятия и увеличения количества приложений. Читать дальше…

Расширяемость серверов

Компьютерные  пользователи прошлых времен при  покупке базового блока системы  часто выбирали его размером в  два раза больше, чем было необходимо, — с учетом будущего расширения, машину выбирали “на вырост”. Сегодня  можно сразу выбрать компьютер, подходящий под нужную задачу, а  потом добавлять оборудование по мере необходимости. Это называется расширяемостью (scalability). Расширяемый персональный компьютер может быть увеличен по размерам (объема) и скорости. Некоторые машины имеют конструктивные ограничения для расширения, тогда как другие могут быть расширены до любого нужного размера.

Высокий уровень  доступности серверов

Сервер должен быть постоянно “в строю” и находиться в готовности к непосредственному  применению, чтобы пользователи могли  в реальном времени получать доступ к необходимым ресурсам. Короче, речь идет о высоком уровне доступности (high availability). С другой стороны,- высокий уровень доступности означает для сервера возможность быстро восстанавливаться после системных сбоев (например, возможность “горячего переключения” на RAID-диск для восстановления данных, хранившихся на отказавшем дисковом накопителе).

Надежность серверов

Надежность в  основном связана с понятиями  устойчивости и безотказности работы и означает вероятность того, что  какой-то компонент или система  будут выполнять свою задачу в  течение какого-то конкретного периода  времени, — это может быть отнесено, в том числе, и к серверу, и  к сети. Надежность часто измеряют как функцию времени, проходящего  между сбоями, и обозначают термином “среднее время безотказной работы” (Mean Time Between Failure, MTBF). Целостность данных и возможность предупреждения об ожидаемых аппаратных сбоях являются двумя другими аспектами надежности.

Программное обеспечение  серверов

Главное отличие  серверов от одноранговых компьютеров заключается в их программном обеспечении. Независимо от того, насколько мощным может быть сервер, для него нужна операционная система (типа Windows NT/2000 Server, Novell NetWare или UNIX/Linux), которая позволит задействовать его ресурсы. Для серверов также необходимы специальные приложения, позволяющие им взаимодействовать с компьютерной сетью. Например, на Web-сервере могут использоваться Windows NT и Microsoft IIS.

Сеть на основе сервера отличается от одноранговой тем, что специализированный компьютер (иногда несколько компьютеров) осуществляет управление всеми рабочими местами (или определенной группой), выполняя наиболее важные задачи, позволяющие сети функционировать как единое целое. Если в одноранговой сети функции сервера может выполнять любая клиентская машина, то здесь это невозможно. Различие в производительности между сервером и рабочим компьютером, как правило, очень велико. Рабочий компьютер может иметь ограниченную и, поэтому недорогую, комплектацию, сервер же, наоборот, оснащается специализированными высокопроизводительными комплектующими, которые практически не используются в обычных офисных или домашних компьютерах. Являясь «ядром сети», сервер оптимизируется под непрерывную обработку клиентских запросов. Управление сервером осуществляется специальными операционными системами, обеспечивающими надежную защиту информации, централизованный контроль и управление сетевыми ресурсами.  

Обслуживание  сервера требует от пользователя владения специальными знаниями и навыками. На нем лежит ответственность  за работоспособность сети, сохранность  информации, антивирусную безопасность и тому подобное. В зависимости  от объема компьютерной сети эти функции  выполняет один или несколько  специалистов – системных администраторов.

Универсальные серверные решения встречаются  не часто. Обычно сервер имеет определенную специализацию. В зависимости от выполняемых им задач можно выделить следующие типы серверов.

Telnet- и WAIS-серверы

Telnet-серверы  позволяют пользователям подключаться  к главному компьютеру и работать  с ним так, как будто все  задачи выполняются на самом  удаленном компьютере. Пользователи  могут подключаться к главной  системе посредством Telnet-сервера  из любой точки мира при  помощи клиентского приложения  Telnet. До появления всемирной сети серверы глобальной информационной системы WAIS (Wide Area Information Server) были единственным средством, позволяющим пользователям осуществлять поиск в содержании файлов по ключевым словам. Хотя сегодня система WAIS уже не так популярна, разработчики компьютерных сетей, которые хотят расширить набор интернет-служб, могут включить поддержку таких служб, как Telnet и WAIS.

Web-серверы 

Web-серверы позволяют  предоставлять информацию через  Интернет посредством языка гипертекстовой  разметки (HyperText Markup Language, HTML). При помощи такого программного обеспечения, как, например, Microsoft IIS (Internet Information Server — информационный сервер Интернет) или Apache, Web-сервер принимает запросы от браузеров (например, Netscape или Internet Explorer) и затем отправляет соответствующий(-ие) НТМЕ-документ(-ы) обратно на тот компьютер, с которого поступил запрос. Читать дальше…

Брандмауэры и  прокси-серверы 

Говоря простыми словами, брандмауэр (firewall) — это механизм, который предназначен для защиты от несанкционированного доступа из или в частную компьютерную сеть (например, локальную сеть какой-либо корпорации) и обычно используется в качестве первой линии обороны при защите частной информации. Брандмауэры могут быть реализованы как аппаратно, так и программно (а чаще и тем, и другим образом). При грамотном использовании эти средства позволяют предотвратить попытки неавторизованных пользователей получить доступ к соединенной с Интернетом частной сети — в особенности внутренней сети. Читать дальше…

Серверы межсетевого  обмена (шлюзы)