2014-02-24
2175Цели изучения темы
· Изучить типы сетей, общие компоненты сетей, главные характеристики и преимущества каждого типа сетей, уяснить идеи, заложенные в реализацию одноранговой сетевой среды и сетевой среды на основе сервера.
Требования к знаниям и умениям
Учащийся должен знать:
· два основных типа сетей
· главные характеристики и преимущества каждого типа сетей
· идеи, заложенные в реализацию одноранговой сетевой среды и сетевой среды на основе сервера
Учащийся должен уметь:
· идентифицировать одноранговые сети
· идентифицировать сети на основе сервера
· определять подходящий тип локальной сети для конкретной задачи
· определять доступ к ресурсам компьютера
Ключевой термин: локальная вычислительная сеть.
Локальная вычислительная сеть (ЛВС) -Local Area Networks (LAN) - это группа (коммуникационная система) относительно небольшого количества компьютеров, объединенных совместно используемой средой передачи данных, расположенных на ограниченной по размерам небольшой площади.
Второстепенные термины
1. Одноранговая сеть
2. Сеть на основе сервера (с выделенным сервером)
3. Комбинированные сети
4. Типы серверов
5. Аппаратное обеспечение сервера
6. Программное обеспечение сервера
Структура терминов
2.1. Одноранговая сеть
В одноранговой сети все компьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного 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.
Рисунок 1.4 - В одноранговой сети компьютеры выступают и как клиенты, и как серверы
Клиент - абонент сети, не отдающий своего ресурса в сеть, но имеющий доступ к ресурсам сети. Иногда клиенты называются также рабочими станциями в противоположность серверу.
Сервер - абонент сети, отдающий в сеть свой ресурс, и имеющий или не имеющий доступа к ресурсам сети. Также сервером называют специализированный компьютер, предназначенный для работы в сети, предоставляющий клиентам специализированные ресурсы (быстродействующие диски большого объема, быстрый процессор, большую память).
Одноранговые сети называют также рабочими группами. Рабочая группа - это небольшой коллектив, поэтому в одноранговых сетях чаще всего не более 10 компьютеров.
К преимуществам одноранговой компьютерной сети можно отнести следующие доводы.
1. 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.
2. Одноранговые сети обычно дешевле сетей на основе сервера, но требуют более мощных (и более дорогих) компьютеров.
3. 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).
4. В такие операционные системы, как Microsoft Windows XP, Vista, 7, встроена поддержка одноранговых сетей. Поэтому, чтобы установить одноранговую сеть, дополнительного программного обеспечения не требуется.
5. 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.
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 сети.
Если эти условия выполняются, то выбор одноранговой сети будет более эффективным, 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.
Существуют некоторые замечания относительно одноранговых сетей, которые необходимо иметь в видy, выбиpая тип сети.
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.
Все пользователи могут "поделиться" своими ресурсами с другими. К совместно используемым ресурсам относятся каталоги, принтеры, факс-модемы и т.п.
В одноранговой сети каждый компьютер должен:
· большую часть своих вычислительных ресурсов предоставлять локальному пользователю (сидящему за этим компьютером);
· для поддержки доступа к ресурсам удаленного пользователя (обращающегося к серверу по сети) подключать дополнительные вычислительные ресурсы.
Сеть на основе сервера требует более мощных серверов, поскольку они должны обрабатывать запросы всех клиентов сети.
Защита подразумевает установку пароля на разделяемый ресурс, например на каталог. Централизованно управлять защитой в одноранговой сети очень сложно, так как каждый пользователь устанавливает ее самостоятельно, да и "общие" ресурсы могут находиться на всех компьютерах, а не только на центральном сервере. Такая ситуация представляет серьезную угрозу для всей сети, кроме того, некоторые пользователи могут вообще не установить защиту. Если вопросы конфиденциальности являются принципиальными, рекомендуется выбрать сеть на основе сервера.
Поскольку в одноранговой сети каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер, пользователи должны обладать достаточным уровнем знаний, чтобы pаботать и как пользователи, и как администраторы своего компьютера.
2.2. Сеть на основе сервера (с выделенным сервером)
Если к сети подключено более 10 пользователей, то одноранговая сеть, где компьютеры выступают в роли и клиентов, и серверов, может оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей использует выделенные серверы.
Сеть на основе сервера - сеть, в которой имеется четкое разделение абонентов на клиентов и серверов, и в которой есть хотя бы один выделенный сервер.
Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции) и не способный выполнять другие (не сетевые) задачи. Он специально оптимизирован для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. Сети на основе сервера стали промышленным стандартом, и именно они будут приводиться обычно в качестве примера.
Рисунок 1.5 - Сеть на основе сервера
С увеличением размеров сети и объема сетевого трафика необходимо увеличивать количество серверов. Распределение задач среди нескольких серверов гарантирует, что каждая задача будет выполняться самым эффективным способом из всех возможных.
Следующие показатели сетей на основе сервера можно отнести к преимуществам этих сетей.
1. Централизованное разделение ресурсов.
Предоставляется доступ к множеству файлов и принтеров, обеспечивая при этом высокую производительность и защиту.
Администрирование и управление доступом к данным осуществляется централизованно. Ресурсы, как правило, расположены также централизованно, что облегчает их поиск и поддержку.
2. Основным аргументом при выборе сети на основе сервера является, как правило, защита данных. В таких сетях, например, как Windows NT Server, проблемами безопасности может заниматься один администратор: он формирует политику безопасности (security policy) и применяет ее в отношении каждого пользователя сети.
Рисунок 1.7 - Один администратор управляет защитой сети Windows NT Server
3. Поскольку жизненно важная информация расположена централизованно, т.е. сосредоточена на одном или нескольких серверах, нетрудно обеспечить ее регулярное резервное копирование (backup).
4. Благодаря избыточным системам данные на любом сервере могут дублироваться в реальном времени, поэтому в случае повреждения основной области хранения данных информация не будет потеряна - легко воспользоваться резервной копией.
5. Сети на основе сервера способны поддерживать тысячи пользователей. Сетями такого размера, будь они одноранговыми, было бы невозможно управлять.
Сравнительные характеристики двух основных типов сетей приведены ниже.
| Параметры | Одноранговые сети | Сети на основе сервера |
| Размер | Не более 10 компьютеров | Ограничены аппаратным обеспечением сервера и сети |
| Защита | Вопросы защиты решаются каждым пользователем самостоятельно | Широкая и комплексная защита ресурсов и пользователей |
| Администрирование | Вопросами администрирования своего компьютера занимается каждый пользователь. Нет необходимости в отдельном администраторе; | Администрирование осуществляется централизованно. Необходим хотя бы один администратор с соответствующим уровнем знаний |
2.3. Комбинированные сети
Существуют и комбинированные типы сетей, совмещающие лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе сервера.
Многие администраторы считают, что такая сеть наиболее полно удовлетворяет их запросы, так как в ней могут функционировать оба типа операционных систем.
Операционные системы для сетей на основе сервера, например Microsoft Windows NT Server или Novell NetWare, в этом случае отвечают за совместное использование основных приложений и данных.
На компьютерах-клиентах могут выполняться операционные системы Microsoft Windows XP, Vista, 7, которые будут управлять доступом к ресурсам выделенного сервера и в то же время предоставлять в совместное использование свои жесткие диски, а по мере необходимости разрешать доступ и к своим данным.
Рисунок 1.8 - Комбинированные сети имеют выделенные серверы и компьютеры
Комбинированные сети - наиболее распространенный тип сетей, но для их правильной реализации и надежной защиты необходимы определенные знания и навыки планирования.
2.4. Типы серверов
Круг задач, которые должны выполнять серверы, многообразен и сложен. Чтобы приспособиться к возрастающим потребностям пользователей, серверы в больших сетях стали специализированными (specialized). Например, в сети Windows NT существуют различные типы серверов.
· Файл-серверы и принт-серверы.
Файл-серверы и принт-серверы управляют доступом пользователей соответственно к файлам и принтерам. Например, чтобы работать с текстовым процессором, пользователь прежде всего должен запустить его на своем компьютере. Документ текстового процессора, хранящийся на файл-сервере, загружается в память Вашего компьютера, и, таким образом, Вы можете работать с этим документом на своем компьютере. Другими словами, файл-сервер предназначен для хранения файлов и данных.
· Серверы приложений.
На серверах приложений выполняются прикладные части клиент-серверных приложений, а также находятся данные, доступные клиентам. Напримеp, чтобы упростить извлечение данных, серверы хранят большие объемы информации в стpyктyриpованном виде. Эти серверы отличаются от файл- и принт-серверов. В последних файл или данные целиком копируются на запрашивающий компьютер. А в сервере приложений на запрашивающий компьютер пересылаются только результаты запроса.
Такая технология работы называется "клиент-сервер" и подразумевает такую организацию построения системы, при которой основная обработка производится мощным сервером баз данных, а на рабочие станции пользователя посылается только результат запроса. При этом под сервером баз данных подразумевается мощная система управления базами данных (СУБД), обладающая развитыми возможностями по предохранению данных от несанкционированного доступа и защите их от сбоев.
Принцип обмена и обработки информации в "клиент-серверных" системах существенно отличается от систем, работающих с данными, расположенными на некотором файловом сервере - компьютере в сети, диски которого доступны другим пользователям. В последнем случае сервер выступает только как хранилище данных, а вся обработка и анализ производится на рабочих станциях. Такой подход требует значительной производительности от рабочих станций и в настоящее время считается неоптимальным для организаций даже с небольшим числом сотрудников.
Говоря о технологии "клиент-сервер", стоит заметить ее значительно более высокие показатели производительности и защищенности в сравнении с традиционной архитектурой. Следующим моментом являются высокие показатели масштабируемости системы, построенной на "клиент-серверной" основе. Если объем обрабатываемых данных значительно возрос или текущая конфигурация парка компьютеров не удовлетворяет требованиям пользователя к скорости обработки данных, необходимо лишь увеличить производительность сервера, а конфигурацию рабочих мест можно оставить прежней. При работе с файловым сервером пользователь будет вынужден производить модернизацию всего парка компьютеров, что, несомненно, более сложно и дорого.
· Почтовые серверы.
Почтовые серверы управляют передачей электронных сообщений между пользователями сети.
· Коммуникационные серверы.
Коммуникационные серверы управляют потоком данных и почтовых сообщений между этой сетью и другими сетями, мэйнфреймами или удаленными пользователями через модем и телефонную линию.
Служба каталогов предназначена для поиска, хранения и защиты информации в сети. Windows NT Server объединяет компьютеры в логические группы - домены (domain), - система защиты которых наделяет пользователей различными правами доступа к любому сетевому ресурсу.
Рисунок 1.9 - Специализированные серверы
В расширенной сети использование серверов разных типов приобретает особую актуальность.
Необходимо поэтому учитывать все возможные нюансы, которые могут проявиться при разрастании сети, с тем чтобы изменение роли определенного сервера в дальнейшем не отразилось на работе всей сети.
2.5. Аппаратное обеспечение сервера
Одноранговые сети и сети на основе сервера объединяет общая цель - разделение ресурсов. А вот различия между одноранговыми серверами и выделенными серверами определяют:
· требования к аппаратному обеспечению;
· способ поддержки пользователей.
Следует обратить внимание на следующие аппаратные компоненты сервера:
- ОЗУ
- Объем дискового пространства
- Центральный процессор
2.6. Программное обеспечение сервера
Сетевой сервер и операционная система работают как единое целое. Без операционной системы даже самый мощный сервер представляет собой лишь груду железа. А операционная система позволяет реализовать потенциал аппаратных ресурсов сервера. Некоторые системы, например Microsoft Windows NT Server, были созданы специально для того, чтобы использовать преимущества наиболее передовых серверных технологий.
Выводы по теме
Широко распространены два типа сетей: одноранговые сети и сети на основе сервера.
В одноранговой сети все компьютеры равноправны, каждый компьютер может функционировать и как клиент, и как сервер.
Клиент - абонент сети, не отдающий своего ресурса в сеть, но имеющий доступ к ресурсам сети.
Сервер - абонент сети, отдающий в сеть свой ресурс, и имеющий или не имеющий доступа к ресурсам сети.
К преимуществам одноранговой компьютерной сети можно отнести следующие доводы.
· одноранговые сети относительно просты;
· одноранговые сети обычно дешевле сетей на основе сервера
· в одноранговой сети требования к производительности и к уровню защиты для сетевого программного обеспечения, как правило, ниже, чем в сетях с выделенным сервером
· Чтобы установить одноранговую сеть, дополнительного программного обеспечения не требуется.
· одноранговая сеть характеризуется рядом стандартных решений
Существуют некоторые замечания относительно одноранговых сетей:
1. В типичной одноранговой сети системный администратор, контролирующий всю сеть, не выделяется.
2. В одноранговой сети каждый компьютер должен:
· большую часть своих вычислительных ресурсов предоставлять локальному пользователю (сидящему за этим компьютером);
· для поддержки доступа к ресурсам удаленного пользователя (обращающегося к серверу по сети) подключать дополнительные вычислительные ресурсы.
3. Централизованно управлять защитой в одноранговой сети очень сложно.
4. Пользователи должны обладать достаточным уровнем знаний, чтобы pаботать и как пользователи, и как администраторы своего компьютера.
Сеть на основе сервера - сеть, в которой имеется четкое разделение абонентов на клиентов и серверов, и в которой есть хотя бы один выделенный сервер.
Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции) и не способный выполнять другие (не сетевые) задачи.
Следующие показатели сетей на основе сервера можно отнести к преимуществам этих сетей:
1. Централизованное разделение ресурсов.
2. Защитой данных может заниматься один администратор: он формирует политику безопасности (security policy) и применяет ее в отношении каждого пользователя сети.
3. Регулярное резервное копирование (backup) информации.
4. Избыточность данных.
5. Сети на основе сервера способны поддерживать тысячи пользователей.
Существуют комбинированные типы сетей, совмещающие лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе сервера.
Специализированные серверы предоставляют клиентам специализированные ресурсы, благодаря чему существенно повышается эффективность работы сети.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие основные типы сетей Вы знаете?
2. В чем преимущества и недостатки каждого типа сетей?
3. Дайте определение понятиям "клиент", "сервер".
4. Что понимают под комбинированным типом сетей?
5. Какие специализированные серверы Вы знаете?
6. Чем отличается принцип обмена и обработки информации в "клиент-серверных" системах от систем, работающих с данными, расположенными на некотором файловом сервере?
7. Чем отличается "выделенный сервер" от рабочей станции?
8. Что относятся к аппаратному и программному обеспечению сервера?
