Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2024
1.1 Основні означення і терміни
Мережа - це сукупність об'єктів, що утворюються пристроями передачі і обробки даних. Міжнародна організація з стандартизації означила обчислювальну мережу як послідовну біт-орієнтовану передачу інформації між пов'язаними один з одним незалежними пристроями.
Мережі зазвичай знаходиться в приватній власності користувача і займають деяку територію і за територіальною ознакою розділяються на:
- локальні обчислювальні мережі (ЛОМ) або Local Area Network (LAN), розташовані в одному або декількох близько розташованих будівлях. ЛОМ зазвичай розміщуються в рамках якої-небудь організації (корпорації, установи), тому їх називають корпоративними;
- розподілені комп'ютерні мережі, глобальні або Wide Area Network (WAN), розташовані в різних будівлях, містах і країнах, які бувають територіальними, змішаними і глобальними. Залежно від цього глобальні мережі бувають чотирьох основних видів: міські, регіональні, національні і транснаціональні. Як приклад, розподілених мереж дуже великого масштабу можна назвати: Internet, EUNET, Relcom, FIDO.
До складу мережі в загальному випадку включаються наступні елементи:
- мережеві комп'ютери (оснащені мережевим адаптером);
- канали зв'язку (кабельні, супутникові, телефонні, цифрові, волоконно-оптичні, радіоканали і ін.);
- різного роду перетворювачі сигналів;
- мережеве устаткування.
Розрізняють два поняття мережі: комунікаційна мережа і інформаційна мережа (рис. 1.1).
Комунікаційна мережа призначена для передачі даних, також вона виконує завдання, пов'язані з перетворенням даних. Комунікаційні мережі розрізняються за типом використовуваних фізичних засобів з'єднання.
Інформаційна мережа призначена для зберігання інформації і складається з інформаційних систем. На базі комунікаційної мережі може бути побудована група інформаційних мереж.
Під інформаційною системою слід розуміти систему, яка є постачальником або споживачем інформації.
Комп'ютерна мережа складається з інформаційних систем і каналів зв'язку.
Під інформаційною системою слід розуміти об'єкт, здатний здійснювати зберігання, обробку або передачу інформації. До складу інформаційної системи входять: комп'ютери, програми, користувачі і інші складові, призначені для процесу обробки і передачі даних. Надалі інформаційна система, призначена для вирішення завдань користувача, називатиметься - робоча станція (client). Робоча станція в мережі відрізняється від звичайного персонального комп'ютера (ПК) наявністю мережевої карти (мережевого адаптера), каналу для передачі даних і мережевого програмного забезпечення.
Під каналом зв'язку слід розуміти шлях, або засіб, по якому передаються сигнали. Засіб передачі сигналів називають абонентським, або фізичним каналом.
Канали зв'язку (data link) створюються по лініях зв'язку за допомогою мережевого устаткування і фізичних засобів зв'язку. Фізичні засоби зв'язку побудовані на основі витих пар, коаксіальних кабелів, оптичних каналів або ефіру. Між взаємодіючими інформаційними системами через фізичні канали комунікаційної мережі і вузли комутації встановлюються логічні канали.
Логічний канал - це шлях для передачі даних від однієї системи до іншої. Логічний канал прокладається по маршруту в одному або декількох фізичних каналах. Логічний канал можна охарактеризувати, як маршрут, прокладений через фізичні канали і вузли комутації.
Інформація в мережі передається блоками даних за процедурами обміну між об'єктами. Ці процедури називають протоколами передачі даних.
Протокол - це сукупність правил, що встановлюють формат і процедури обміну інформацією між двома або декількома пристроями.
Завантаження мережі характеризується параметром, що називається трафіком. Трафік (traffic) - це потік повідомлень в мережі передачі даних. Під ним розуміють кількісну величину у вибраних точках мережі числа блоків даних, що проходять і їх довжини, виражені в бітах в секунду.
Істотний вплив на характеристику мережі надає метод доступу. Метод доступу – це спосіб визначення того, яка з робочих станцій зможе наступною використовувати канал зв'язку і як управляти доступом до каналу зв'язку (кабелю).
У мережі всі робочі станції фізично сполучені між собою каналами зв'язку по певній структурі, яка називається топологією. Топологія - це опис фізичних з'єднань в мережі, що вказує які робочі станції можуть зв'язуватися між собою. Тип топології визначає продуктивність, працездатність і надійність експлуатації робочих станцій, а також час звернення до файлового сервера. Залежно від топології мережі використовується той або інший метод доступу.
Склад основних елементів в мережі залежить від її архітектури. Архітектура - це концепція, що визначає взаємозв'язок, структуру і функції взаємодії робочих станцій в мережі. Вона передбачає логічну, функціональну і фізичну організацію технічних і програмних засобів мережі. Архітектура визначає принципи побудови і функціонування апаратного і програмного забезпечення елементів мережі.
В основному виділяють три види архітектури: архітектура термінал - головний комп'ютер, архітектура клієнт - сервер і однорангова архітектура.
Сучасні мережі можна класифікувати за різними ознаками: по віддаленості комп'ютерів, топології, призначенню, переліку послуг, що надаються, принципами управління (централізовані і децентралізовані), методами комутації, методами доступу, видами середовища передачі, швидкостями передачі даних [1].
1.2 Переваги використання мереж
Комп'ютерні мережі є варіантом співпраці людей і комп'ютерів, що забезпечує прискорення доставки і обробки інформації. Об'єднувати комп'ютери в мережі почали більше 30 років тому. Коли можливості комп'ютерів виросли і ПК стали доступні кожному, розвиток мереж значно прискорився.
Сполучені в мережу комп'ютери обмінюються інформацією і спільно використовують периферійне устаткування і пристрої зберігання інформації (рис. 1.2).
За допомогою мереж можна розділяти ресурси і інформацію. Нижче перелічені основні завдання, які вирішуються за допомогою робочої станції в мережі, і які важко вирішити за допомогою окремого комп'ютера.
· Комп'ютерна мережа дозволить спільно використовувати периферійні пристрої, включаючи:
- принтери;
- плотери;
- дискові накопичувачі;
- приводи CD-ROM;
- дисководи;
- стримери;
- сканери;
- факс-модеми;
· Комп'ютерна мережа дозволяє спільно використовувати інформаційні ресурси:
- каталоги;
- файли;
- прикладні програми;
- ігри;
- бази даних;
- текстові процесори.
Комп'ютерна мережа дозволяє працювати з розрахованими на багато користувачів програмами, що забезпечують одночасний доступ всіх користувачів до загальних баз даних з блокуванням файлів і записів, що забезпечує цілісність даних. Будь-які програми, розроблені для стандартних ЛОМ, можна використовувати в інших мережах.
Сумісне використання ресурсів забезпечить істотну економію засобів і часу. Наприклад, можна колективно використовувати один лазерний принтер замість покупки принтера кожному співробітникові, або метушні з дискетами до єдиного принтера за відсутності мережі.
Можна використовувати ЛОМ як поштову службу і розсилати службові записки, доповіді і повідомлення інших користувачів [6].
1.3 Архітектура мереж
Архітектура мережі визначає основні елементи мережі, характеризує її загальну логічну організацію, технічне забезпечення, програмне забезпечення, описує методи кодування. Архітектура також визначає принципи функціонування і інтерфейс користувача.
Розглянемо три види архітектури:
- архітектура термінал - головний комп'ютер;
- однорангова архітектура;
- архітектура клієнт - сервер.
1.3.1 Архітектура термінал - головний комп'ютер
Архітектура термінал - головний комп'ютер (terminal - host computer architecture) – це концепція інформаційної мережі, в якій вся обробка даних здійснюється одним або групою головних комп'ютерів.
Дана архітектура припускає два типи устаткування:
- головний комп'ютер, де здійснюється управління мережею, зберігання і обробка даних.
- термінали, призначені для передачі головному комп'ютеру команд на організацію сеансів і виконання завдань, введення даних для виконання завдань і отримання результатів.
Головний комп'ютер через мультиплексори передачі даних (МПД) взаємодіють з терміналами, як представлено на рис. 1.3.
Класичний приклад архітектури мережі з головними комп'ютерами - системна мережева архітектура (System Network Architecture - SNA).
1.3.2 Однорангова архітектура
Однорангова архітектура (peer-to-peer architecture) – це концепція інформаційної мережі, в якій її ресурси розозподілені по всіх системах. Дана архітектура характеризується тим, що в ній всі системи рівноправні.
До однорангових мереж відносяться малі мережі, де будь-яка робоча станція може виконувати одночасно функції файлового сервера і робочої станції. У однорангових ЛОМ дисковий простір і файли на будь-якому комп'ютері можуть бути загальними. Щоб ресурс став загальним, його необхідно віддати в загальне користування, використовуючи служби віддаленого доступу мережевих однорангових операційних систем. Залежно від того, як буде встановлений захист даних, інші користувачі зможуть користуватися файлами відразу ж після їх створення. Однорангові ЛОМ достатньо хороші тільки для невеликих робочих груп.
Однорангові ЛОМ є найбільш легким і дешевим типом мереж. Вони на комп'ютері вимагають, окрім мережевої карти і мережевого носія, тільки операційної системи. При з'єднанні комп'ютерів, користувачі можуть надавати ресурси і інформацію в сумісне користування.
Однорангові мережі мають наступні переваги:
- вони легкі в інсталяції і налаштуванні;
- окремі ПК не залежать від виділеного сервера;
- користувачі в змозі контролювати свої ресурси;
- мала вартість і легка експлуатація;
- мінімум устаткування і програмного забезпечення;
- немає необхідності в адміністраторові;
добре підходять для мереж з кількістю користувачів, що не перевищує десяти.
Проблемою однорангової архітектури є ситуація, коли комп'ютери відключаються від мережі. У цих випадках з мережі зникають види сервісу, які вони надавали. Мережеву безпеку одночасно можна застосувати тільки до одного ресурсу, і користувач повинен пам'ятати стільки паролів, скільки мережевих ресурсів. При отриманні доступу до ресурсу, що розділяється, відчувається падіння продуктивності комп'ютера. Істотним недоліком однорангових мереж є відсутність централізованого адміністрування.
Використання однорангової архітектури не виключає застосування в тій же мережі також архітектури «термінал - головний комп'ютер» або архітектури «клієнт - сервер».
1.3.3 Архітектура клієнт – сервер
Архітектура клієнт - сервер (client-server architecture) – це концепція інформаційної мережі, в якій основна частина її ресурсів зосереджена в серверах, які обслуговують своїх клієнтів (рис. 1.5). Дана архітектура визначає два типи компонентів: сервери і клієнти.
Сервер – це об'єкт, що надає сервіс іншим об'єктам мережі за їхніми запитами. Сервіс – це процес обслуговування клієнтів.
Сервер працює за завданнями клієнтів і керує виконанням їхніх завдань. Після виконання кожного завдання сервер відсилає отримані результати клієнтові, що відправив це завдання.
Сервісна функція в архітектурі клієнт - сервер описується комплексом прикладних програм, відповідно до якого виконуються різноманітні прикладні процеси.
Процес, який викликає сервісну функцію за допомогою певних операцій, називається клієнтом. Ним може бути програма або користувач. На рис. 1.6 приведений перелік сервісів в архітектурі клієнт - сервер.
Клієнти – це робочі станції, які використовують ресурси сервера і надають зручні інтерфейси користувача. Інтерфейси користувача це процедури взаємодії користувача з системою або мережею.
Клієнт є ініціатором і використовує електронну пошту або інші сервіси сервера. У цьому процесі клієнт запрошує вид обслуговування, встановлює сеанс, отримує потрібні йому результати і повідомляє про закінчення роботи.
У мережах з виділеним файловим сервером на виділеному автономному ПК встановлюється серверна мережева операційна система. Цей ПК стає сервером. Програмне забезпечення (ПЗ), встановлене на робочій станції, дозволяє їй обмінюватися даними з сервером. Найбільш поширені мережеві операційна системи:
- NetWare фірми Novel;
- Windows NT фірми Microsoft;
- UNIX фірми AT&T;
- Linux.
Крім мережевої операційної системи необхідні мережеві прикладні програми, що реалізовують переваги, що надаються мережею.
Мережі на базі серверів мають кращі характеристики і підвищену надійність. Сервер володіє головними ресурсами мережі, до яких звертається решта робочих станцій [7].
У сучасній клієнт - серверній архітектурі виділяється чотири групи об'єктів: клієнти, сервери, дані і мережеві служби. Клієнти розташовуються в системах на робочих місцях користувачів. Дані в основному зберігаються в серверах. Мережеві служби спільно використовуються серверами і даними. Крім того служби керують процедурами обробки даних.
Мережі клієнт - серверної архітектури мають наступні переваги:
- дозволяють організовувати мережі з великою кількістю робочих станцій;
- забезпечують централізоване управління обліковими записами користувачів, безпекою і доступом, що спрощує мережеве адміністрування;
- ефективний доступ до мережевих ресурсів;
- користувачеві потрібний один пароль для входу в мережу і для отримання доступу до всіх ресурсів, на які розповсюджуються права користувача.
Разом з перевагами мережі клієнт - серверної архітектури мають і ряд недоліків:
- несправність сервера може зробити мережу непрацездатною, як мінімум втрату мережевих ресурсів;
- вимагають кваліфікованого персоналу для адміністрування;
- мають вищу вартість.
1.3.4 Вибір архітектури мережі
Вибір архітектури мережі залежить від призначення мережі, кількості робочих станцій і від виконуваних нею дій [1].
Слід вибрати однорангову мережу, якщо:
- кількість користувачів не перевищує десяти;
- всі машини знаходяться близько одна від одної;
- мають місце невеликі фінансові можливості;
- немає необхідності в спеціалізованому сервері, такому як сервер БД, факс-сервер, або який-небудь інший;
- немає можливості, або необхідності в централізованому адмініструванні.
Слід вибрати клієнт-серверну мережу, якщо:
- кількість користувачів перевищує десяти;
- потрібне централізоване управління, безпека, управління ресурсами, або резервне копіювання;
- необхідний спеціалізований сервер;
- потрібний доступ до глобальної мережі;
- потрібно розділяти ресурси на рівні користувачів.
Дата: 2019-07-24, просмотров: 188.