Муниципальное образовательное учреждение "Ленская средняя общеобразовательная школа" Электронное учебное пособие Материалы для углубленного изучения раздела "Компьютерные сети" Часть первая Версия 1 Чернышова Светлана Леонидовна учитель информатики
|
|
Локальные сети Представьте себе компьютерную сеть поликлиники с центральным компьютером, содержащим информацию обо всех пациентах. В кабинете каждого врача находится компьютер, на экран которого, при необходимости, выводятся сведения о конкретном больном. Врач обновляет их, сохраняет в базе данных центрального (главного) компьютера, и они становятся доступными другим специалистам, например физиотерапевту, невропатологу, кардиологу. Кроме того, эта же информация выводится и на компьютер регистратуры, где пациент может заказать себе направление на обследование или на прием к нужному врачу. В компьютере можно также хранить информацию о расписании работы специалистов, выдаче талонов на прием к ним и т. п.
Компьютерной сетью может быть оснащено и торговое предприятие. Тут с ее помощью можно хранить сведения о товарах и их стоимости, обрабатывать информацию о продажах, вести учет качества проданного товара и пр. Вся эта информация хранится централизованно, на сервере. Компьютерная сеть может объединять компьютеры всей школы, установленные в самых разных рабочих местах: в кабинетах администрации, в библиотеке, в классах информатики и других кабинетах. Можно объединить с помощью сети, например, два или три домашних компьютера учащихся, живущих по соседству. В офисе, работая в сети, разные сотрудники имеют доступ к одним и тем же внутренним источникам информации для подготовки различных отчетов, составления расписания и планирования общей деятельности предприятия. Специальные сетевые программы позволяют автоматически планировать собрания, подбирая наиболее подходящее для всех работников время, начальник может проверять, выполнены ли его поручения, которые он разослал по сети, и т. п. Все описанные выше примеры сетей предназначены для обработки информации местного значения. Как правило, такие сети связывают компьютеры, расположенные на небольших расстояниях (порядка 50—100 метров) в пределах здания, и потому называют их локальными (местными). 90 % информации, циркулирующей в таких сетях, — это информация местной организации. Локальная сеть — соединение компьютеров, расположенных на небольших расстояниях друг oт друга. Адресация компьютеров в локальной сети Каждый сетевой адаптер имеет уникальный цифровой аппаратный адрес, который и используется для адресации в локальной сети. Этот адрес средствами сетевой операционной системы может быть связан с символьным адресом, который удобнее использовать. Символьные адреса компьютеров в сети задаются произвольным образом по усмотрению администратора сети в процессе настройки операционной системы для работы с сетью. Обычно вводится некоторая система в символьных адресах компьютеров, чтобы каждый адрес нес смысловую нагрузку. Для сложной сети можно организовать иерархическую систему адресов за счет создания так называемых групп компьютеров в сети. К примеру, в школе есть три компьютерных класса, объединенных в локальную сеть, в кабинетах 10, 15 и 25, в каждом но 12 машин. При настройке параметров операционной системы можно объявить компьютеры из одного кабинета принадлежащими соответствующей группе, например. Class 10, Class 15, Class 20. Каждому компьютеру в кабинете может быть присвоен адрес с порядковым номером, например, Compl, Comp2,..., Compl2. Для доступа в сети к ресурсам определенного компьютера пользователю проще найти в оглавлении, предлагаемом операционной системой, нужную группу (к примеру. Class 15) и в ней выбрать требуемый компьютер по соответствующему имени (например, Comp2), чем указать цифровой адрес, определяемый сетевым адаптером. Наиболее распространенная топология сети - "Шина"
- " Звезда"
Концепции управления сетевыми ресурсами Ресурсы локальной сети - это все, чем располагают объединенные в сеть компьютеры. Сетевые ресурсы можно разделить на три группы:
В небольших локальных сетях все компьютеры могут быть равноправными по своим сетевым функциям. Пользователи вправе решать самостоятельно, какие ресурсы своего компьютера сделать общедоступными по сети. В свою очередь, с каждого сетевого компьютера пользователь может получить доступ к общим ресурсам других компьютеров. Такие сети называются одноранговыми.
Однако в крупных сетях с большим числом компьютеров оказывается целесообразным выделять один (или несколько) мощных компьютеров для обслуживания потребностей сети (хранение и передачу данных, печать на сетевом принтере). Такие выделенные компьютеры называют серверами. В качестве сервера обычно используется высокопроизводительный компьютер с большим ОЗУ и винчестером большой емкости. Все остальные компьютеры называются клиентами или рабочими станциями.
Сети с выделенным сервером называют иерархическими, двухранговыми или функционально несимметричными, хотя чаще можно встретить указание «сеть типа клиент-сервер». Работа таких сетей строится на основе четкого разделения функций клиентов и серверов, что реализуется через разное программное обеспечение, устанавливаемое на соответствующих компьютерах. Функции клиента: - предоставление пользователям интерфейса для формулировки запросов на сетевые ресурсы; - отправка запросов серверу; - получение ответов от сервера, их интерпретация и представление пользователю в доступной форме. Функции сервера: - получение от клиентов запросов на сетевые ресурсы; - выяснение полномочий клиента на выполнение определенного запроса; - выполнение полномочных запросов клиентов: - передача клиентам результатов выполненных запросов. И на сервере, и на клиенте должна быть установлена сетевая операционная система (ОС). Операционные системы на клиенте и сервере могут быть разными (к примеру, на сервере - Windows NT, а на клиенте -Windows 95). Могут быть отличающимися по функциям модификации одной операционной системы (например. Windows NT Server и Windows NT Workstation). Кроме того, на сервере устанавливаются специальные серверные программы для выполнения специфических функций: например, proxy-сервер для коллективного доступа в Интернет, или программа - почтовый сервер для хранения электронных почтовых ящиков клиентов. А на компьютерах-клиентах устанавливаются соответствующие клиентские программы: браузер MS Internet Explorer для выхода в Интернет или программа MS Outlook Express для работы с электронной почтой. К основным функциям сетевых ОС относят управление каталогами и файлами; управление ресурсами; коммуникационные функции; защиту от несанкционированного доступа; обеспечение отказоустойчивости; управление сетью. Управление каталогами и файлами в сетях заключается в обеспечении доступа к данным, физически расположенным в других узлах сети. Управление осуществляется с помощью специальной сетевой файловой системы. Файловая система позволяет обращаться к файлам путем применения привычных для локальной работы языковых средств. При обмене файлами должен быть обеспечен необходимый уровень конфиденциальности обмена (секретности данных) Управление ресурсами включает обслуживание запросов на предоставление ресурсов, доступных по сети. Коммуникационные функции обеспечивают адресацию, буферизацию, выбор направления для движения данных в разветвленной сети (маршрутизацию), управление потоками данных и др. Защита от несанкционированного доступа - важная функция, способствующая поддержанию целостности данных и их конфиденциальности. Средства защиты могут разрешать доступ к определенным данным только с некоторых терминалов, в оговоренное время, определенное число раз и т.п. У каждого пользователя в корпоративной сети могут быть свои права доступа с ограничением совокупности доступных директорий или списка возможных действий, например, может быть запрещено изменение содержимого некоторых файлов. Отказоустойчивость характеризуется сохранением работоспособности системы при воздействии дестабилизирующих факторов. Отказоустойчивость обеспечивается применением для серверов автономных источников питания, отображением или дублированием информации в дисковых накопителях. Под отображением обычно понимают наличие в системе двух копий данных, расположенных на разных дисках, но подключенных к одному контроллеру. Дублирование отличается тем, что для каждого из дисков с копиями используются разные контроллеры. Очевидно, что дублирование более надежно. Дальнейшее повышение отказоустойчивости связано с дублированием серверов, что, однако, требует дополнительных затрат на приобретение оборудования. Управление сетью связано с применением соответствующих протоколов управления. Программное обеспечение управления сетью обычно состоит из менеджеров и агентов. Менеджером называется программа, вырабатывающая сетевые команды. Агенты представляют собой программы, расположенные в различных узлах сети. Они выполняют команды менеджеров, следят за состоянием узлов, собирают информацию о параметрах их функционирования, сигнализируют о происходящих событиях, фиксируют аномалии, следят за передачей данных, обеспечивают защиту от вирусов. Агенты с достаточной степенью интеллектуальности могут участвовать в восстановлении информации после сбоев, в корректировке параметров управления и т.п. Программное обеспечение сетевых ОС распределено по узлам сети. Имеется ядро ОС, выполняющее большинство из охарактеризованных выше функций, дополнительные программы (службы), ориентированные на реализацию протоколов верхних уровней, выполнение специфических функций для коммутационных серверов, организацию распределенных вычислений и т.п. К сетевому программному обеспечению относят также драйверы сетевых плат. Для каждого типа локальных сетей разработаны разные типы плат и драйверов, внутри каждого типа локальной сети может быть много разновидностей плат с разными характеристиками интеллектуальности, скорости, объема буферной памяти. В настоящее время наибольшее распространение получили сетевые ОС двух семейств: UNIX (Linux, FreeBSD, OpcnBSD, NctBSD, Sun Solaris, HP-UX и др.) и Windows (Windows 95 / 98 / NT / ME / 2000 / XP). ОС UNIX применяют преимущественно в глобальных и в крупных корпоративных сетях, поскольку эта система характеризуется высокой надежностью и защищенностью, возможностью легкою масштабирования сети. ОС Windows используют обычно в небольших и средних по масштабам сетях, в частности в локальных сетях учебного назначения - из-за простоты пользовательского интерфейса, а также возможности оперативно локализовать вновь появляющиеся версий ОС т.е. перевести интерфейс этих программных продуктов на языки многих стран-потребителей.
|