Общие принципы построения сетей. Требования, предъявляемые к современным сетям

Тема 1 Общие принципы построения сетей. Требования, предъявляемые к современным сетям 

    Концепции построения сети

    Самая простая сеть (network) состоит как минимум из двух компьютеров, соединенных друг с другом кабелем. Это позволяет им использовать данные совместно. Все сети (независимо от сложности) основываются именно на этом простом принципе.

    Рождение  компьютерных сетей было вызвано  практической потребностью — иметь  возможность для совместного  использования данных. Персональный компьютер — прекрасный инструмент для создания документа, подготовки таблиц, графических данных и других видов информации, но при этом Вы не можете быстро поделиться своей информацией с другими. Когда не было сетей, приходилось распечатывать каждый документ, чтобы другие пользователи могли работать с ним, или в лучшем случае — копировать информацию на дискеты. Одновременная обработка документа несколькими пользователями исключалась. Подобная схема работы называется работой в автономной среде (Рис1.1)

    

    Рис. 1.1. Автономная среда

    Сетью называется группа соединенных компьютеров  и других устройств. А концепция  соединенных и совместно использующих ресурсы компьютеров носит название сетевого взаимодействия

    .

    Рис. 1.2. Простая сеть

    Компьютеры, входящие в сеть, могут совместно  использовать:

• данные;
• принтеры;
• факсимильные аппараты;
• модемы;
• другие устройства.

    Данный  список постоянно пополняется, так как возникают новые способы совместного использования ресурсов.

    Локальные вычислительные сети

    Первоначально компьютерные сети были небольшими и  объединяли до десяти компьютеров и  один принтер. Технология ограничивала размеры сети, в том числе количество компьютеров в сети и ее физическую длину. Например, в начале 1980-х годов наиболее популярный тип сетей состоял не более чем из 30 компьютеров, а длина ее кабеля не превышала 185 м (600 футов). Такие сети легко располагались в пределах одного этажа здания или небольшой организации. Для маленьких фирм подобная конфигурация подходит и сегодня. Эти сети называются локальными вычислительными сетями [ЛВС (LAN)].

    Расширение  компьютерных сетей.

    Самые первые типы локальных сетей не могли  соответствовать потребностям крупных предприятий, офисы которых обычно расположены в различных местах. Но как только преимущества компьютерных сетей стали неоспоримы и сетевые программные продукты начали заполнять рынок, перед корпорациями — для сохранения конкурентоспособности — встала задача расширения сетей. Так на основе локальных сетей возникли более крупные системы.

    Сегодня, когда географические рамки сетей  раздвигаются, чтобы соединить пользователей  из разных городов и государств, ЛВС превращаются в глобальную вычислительную сеть [ГВС (WAN)], а количество компьютеров в сети уже может варьироваться от десятка до нескольких тысяч.

    В настоящее время большинство  организаций хранит и совместно  использует в сетевой среде огромные объемы жизненно важных данных. Вот  почему сети сейчас так же необходимы, как еще совсем недавно были необходимы пишущие машинки и картотеки.

    Назначение  компьютерной сети

    Основное  назначение компьютерных сетей —  совместное использование ресурсов и осуществление интерактивной  связи как внутри одной фирмы, так и за ее пределами. Ресурсы (resources) — это данные, приложения и периферийные устройства, такие, как внешний дисковод, принтер, мышь, модем или джойстик. Понятие интерактивной связи компьютеров подразумевает обмен сообщениями в реальном режиме времени.

    Принтеры и другие периферийные устройства

    До  появления компьютерных сетей каждый пользователь должен был иметь свой принтер, плоттер и другие периферийные устройства. Чтобы совместно использовать принтер, существовал единственный способ — пересесть за компьютер, подключенный к этому принтеру.

    Теперь  сети позволяют целому ряду пользователей  одновременно «владеть» данными  и периферийными устройствами. Если нескольким пользователям надо распечатать  документ, все они могут обратиться к сетевому принтеру.

    

    Рис. 1.4. Совместное использование принтера в сетевой среде

    Данные

    До  появления компьютерных сетей люди обменивались информацией примерно так:

• передавали информацию устно (устная речь);
• писали записки или письма (письменная речь);
• записывали информацию на дискету, несли дискету к другому компьютеру и копировали в него данные.

    Компьютерные  сети упрощают этот процесс, предоставляя пользователям доступ почти к  любым типам данных.

    Приложения

    Сети  создают отличные условия для  унификации приложений (например, текстового процессора). Это значит, что на всех компьютерах в сети выполняются приложения одного типа и одной версии. Использование единого приложения поможет упростить поддержку всей сети. Действительно, проще изучить одно приложение, чем пытаться освоить сразу четыре или пять. Удобнее также иметь дело с одной версией приложения и настраивать компьютеры одинаковым образом.

    Другая  привлекательная сторона сетей  — наличие программ электронной  почты и планирования рабочего дня. Благодаря им, управляющие крупных  предприятий быстро и эффективно взаимодействуют с многочисленным штатом своих сотрудников или партнеров по бизнесу, а планирование и корректировка деятельности всей компании осуществляется с гораздо меньшими усилиями, чем прежде.

    Использование компьютерных сетей сулит множество преимуществ, в частности:

• снижение затрат благодаря совместному использованию данных и периферийных устройств;
• стандартизацию приложений;
• своевременное получение данных;
• более эффективное взаимодействие и планирование рабочего времени.

    В настоящее время компьютерные сети выходят за пределы ЛВС и вырастают  в глобальные компьютерные сети (ГВС), охватывая целые страны и континенты.

    Типы сетей

    Все сети имеют некоторые общие компоненты, функции и характеристики. В их числе:

• серверы (server) — компьютеры, предоставляющие свои ресурсы сетевым пользователям;
• клиенты (client) — компьютеры, осуществляющие доступ к сетевым ресурсам, предоставляемым сервером;
• среда (media) — способ соединения компьютеров;
• совместно используемые данные — файлы, предоставляемые серверами по сети;
• совместно используемые периферийные устройства, например принтеры, библиотеки CD-ROM и т.д., — ресурсы, предоставляемые серверами;
• ресурсы — файлы, принтеры и другие элементы, используемые в сети

    

    Рис. 1.6. Типичные элементы сети

    Несмотря  на определенные сходства, сети разделяются  на два типа:

• одноранговые (peer-to-peer);
• на основе сервера (server based).

    

    Рис. 1.7. Простейшие примеры  обоих типов сетей

    Различия  между одноранговыми сетями и  сетями на основе сервера имеют принципиальное значение, поскольку определяют разные возможности этих сетей. Выбор типа сети зависит от многих факторов:

• размера предприятия;
• необходимого уровня безопасности;
• вида бизнеса;
• уровня доступности административной поддержки;
• объема сетевого трафика;
• потребностей сетевых пользователей;
• финансовых затрат

    Одноранговые  сети

    В одноранговой сети все компьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютеров  и нет выделенного (dedicated) сервера. Как правило, каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер; иначе говоря, нет отдельного компьютера, ответственного за администрирование всей сети. Все пользователи самостоятельно решают, какие данные на своем компьютере сделать общедоступными по сети.

    Размеры

    Одноранговые  сети называют также рабочими группами. Рабочая группа — это небольшой коллектив, поэтому в одноранговых сетях чаще всего не более 10 компьютеров.

    Стоимость

    Одноранговые  сети относительно просты. Поскольку  каждый компьютер является одновременно и клиентом, и сервером, нет необходимости  в мощном центральном сервере или в других компонентах, обязательных для более сложных сетей. Одноранговые сети обычно дешевле сетей на основе сервера, но требуют более мощных (и более дорогих) компьютеров.

    Операционные  системы

    В одноранговой сети требования к производительности и к уровню защиты для сетевого программного обеспечения, как правило, ниже, чем в сетях с выделенным сервером. Выделенные серверы функционируют исключительно в качестве серверов, но не клиентов или рабочих станций (workstation). О них мы еще поговорим подробнее на этом занятии, но чуть позже.

    В такие операционные системы, как  Microsoft Windows NT Workstation, Microsoft Windows for Workgroups и Microsoft Windows 95, встроена поддержка одноранговых сетей. Поэтому, чтобы установить одноранговую сеть, дополнительного программного обеспечения не требуется.

    Реализация

    Одноранговая  сеть характеризуется рядом стандартных  решений:

• компьютеры расположены на рабочих столах пользователей;
• пользователи сами выступают в роли администраторов и обеспечивают защиту информации;
• для объединения компьютеров в сеть применяется простая кабельная система.

    Целесообразность  применения

    Одноранговая  сеть вполне подходит там, где:

• количество пользователей не превышает 10 человек;
• пользователи расположены компактно;
• вопросы защиты данных не критичны;
• в обозримом будущем не ожидается значительного расширения фирмы и, следовательно, сети.

    Если  эти условия выполняются, то, скорее всего, выбор одноранговой сети будет  правильным (чем сети на основе сервера).

    Несмотря  на то, что одноранговые сети вполне удовлетворяют потребностям небольших фирм, иногда возникают ситуации, когда их использование может оказаться неуместным. Змечания относительно одноранговых сетей, которые должны быть учтены при выборе сети.

    Администрирование

    Сетевое администрирование (administration) решает ряд задач, в том числе:

• управление работой пользователей и защитой данных;
• обеспечение доступа к ресурсам;
• поддержка приложений и данных;
• установка и модернизация прикладного программного обеспечения.

    В типичной одноранговой сети системный администратор, контролирующий всю сеть, не выделяется. Каждый пользователь сам администрирует свой компьютер.

    Разделяемые ресурсы

    Все пользователи могут «поделиться» своими ресурсами с другими. К совместно  используемым ресурсам относятся каталоги, принтеры, факс-модемы и т.п.