|
Компьютерные сети (КС): аппаратное и программное обеспечение, этапы разработки.
Первый вопрос, на который предстоит ответить: а зачем вообще нужны КС?
-
Решение экономических проблем.
-
Использование одного принтера для многих компьютеров.
-
Установка сетевой версии прикладного программного обеспечения.
-
Координация работы многих пользователей над одной проблемой.
-
Решение коммуникационных проблем.
-
Возможность вести централизованную работу по защите информации и программ.
Конечно, вышеперечисленные проблемы можно решать и другими способами (например, в случае с принтерами – использование переключателя), но за счет создания КС можно решать их все в комплексе.
Определение: КС – это совокупность компьютеров, специального аппаратного и специального программного обеспечения для обеспечения взаимодействия компьютеров (следовательно, и пользователей).
Что понимается под взаимодействием компьютеров?
Это совместное использование ресурсов (например, сетевой принтер). Предоставление ресурса в совместное использование называется разделением ресурса. Ресурсы, аппаратные (CD-ROM) или информационные (документы, программы), работа с которыми возможна пользователям сети, называются разделенными.
КС бывают:
-
Локальные сети (LAN – Local Area NetWork) – сети в таких рамках, которые достаточно точно можно определить (здание, фирма, студенческий городок). В таких сетях количество легальных пользователей точно определено.
-
Глобальные сети – сети объединяющие компьютеры в масштабах города, континента или мира (InterNet).
-
IntraNet – это сети, построенные на основе протокола TCP/IP.
Для того чтобы построить КС, необходимо выполнить три основных условия:
-
Установить соединения, то есть определить физические элементы аппаратуры, необходимой для подключения компьютера к сети, провода или другие каналы (среды передачи) для взаимодействия компьютеров.
Для LAN – это, например, сетевые карты (адаптеры), коннекторы, кабельное соединение. Для ГКС – это модемы (устройства, предназначенные для передачи данных по телефонным линиям), линии связи.
-
Необходимо установить правила, по которым компьютеры смогут «общаться» друг с другом (выбрать протокол). (пример о телефонном переговоре с выбором языка)
Определение: протокол приема-передачи данных – это свод правил, которые определяют порядок взаимодействия компьютеров в сети и регламентируют обмен информации в сети. Например: Ethernet, Token Ring.
-
Необходимо определить для чего собственно строится сеть, то есть услуги, или сервисы, сети. (продолжение примера о переговоре).
Определение: сервисы сети – это то, что компьютеры могут совместно использовать.
В зависимости от того, с какой сетью мы имеем дело, сервисы сети могут быть различными. Однако можно выделить те услуги, которые являются основными:
-
Разделение аппаратных ресурсов компьютера (принтеры, CD-ROM,
процессоры и т.д.)
-
Разделение информационных ресурсов (доступ к общим информационным ресурсам, совместное использование сетевых программ).
-
Сервисные услуги (обмен сообщениями в режиме реального времени, электронная почта).
-
Защита информации (централизованная работа по защите информации).
В каждом классе сетей особый упор делается на предоставлении вполне определенного комплекса услуг.
Например, локальная сеть в первую очередь предоставляет возможность разделять информационные и аппаратные ресурсы. А обмен электронной почтой является дополнительным сервисом. Последняя, в свою очередь, является основным сервисом глобальных сетей.
Определение: компьютер, использующий ресурсы другого компьютера, называется рабочей станцией (Work Station – WS, клиент). Компьютер, предоставляющий свои ресурсы другим компьютерам сети, называется сервером (Server).
Все серверы можно разделить по предоставляемым ими ресурсам:
-
Файл-серверы – предоставляет свои файлы в совместное использование, разделение жесткого диска.
-
Print-серверы – серверы печати, разделение принтера.
-
CD-ROM-серверы – разделение CD-ROM.
-
Серверы приложений – например, MS SQL Serv 6.5 – сервер баз данных.
Серверы бывают:
-
Выделенные – это те, которые в одно и то же время не могут быть и сервером и рабочей станцией.
-
Невыделенные – это те, которые в одно и то же время могут быть и сервером и рабочей станцией.
Определение: сеть на базе выделенного сервера – многоранговая, невыделенного – одноранговая.
Пример одноранговых сетей: сети построенные на базе ОС Windows 3.11, 95-98, NetWare Lite.
Пример многоранговых сетей: сети построенные на базе ОС Windows NT, Novell NetWare, OS/2 Warp.
Возникает вопрос: а какие сети лучше?
Однозначного ответа на него нет.
Одноранговые сети дешевле, проще в настройке, удобны, когда мало машин одного класса. Она более мобильна. Многоранговые сети предоставляют больше возможностей по администрированию (централизованной работе по защите информации), как следствие они более надежны.
Качественные характеристики КС.
Определение: топология КС – это способ физического соединения компьютеров в сеть.
Обычно выделяют следующие топологии КС:
-
Полносвязная. Каждый компьютер сети связан со всеми остальными. Применяются редко.
-
Ячеистая. Получается из полносвязной путем удаления некоторых связей.
-
Шина.
-
Кольцо.
-
Звезда.
-
Смешанная.
Возникает вопрос – а какие сети лучше? Однозначного ответа на него нет. Все зависит от того для каких целей строится КС.
Определение: архитектура КС – это способ взаимодействия программных компонент сервера (серверов) и рабочих станций.
На сегодня широкое распространение получили:
-
Клиент-серверная архитектура: это когда запрос рабочей станции выполняется на стороне сервера. Как правило, такая архитектура позволяет осуществлять доступ к базам данных.
-
Архитектура точка-точка: это когда запрос рабочей станции выполняется на стороне рабочей станции. Это взаимодействие, как правило, файл-серверов и рабочих станций в сети.
Количественные характеристики КС.
Количественные характеристики есть у любой аппаратуры, входящей в состав КС. Об этом рассказ в разделе аппаратное обеспечение LAN. Можно выделить две характеристики, которые относятся абсолютно ко всем КС: скорость передачи информации (быстродействие КС) и трафик (загруженность КС).
Замечание: скорость передачи информации (измеряется в Мбит/с) от одного устройства до другого не может превышать скорости минимального по этому показателю устройства, через которое проходит информация. (Необходимо проиллюстрировать примером).
Аппаратное обеспечение LAN.
Определение 1: сетевая карта (адаптер) – это плата, вставляемая в слот расширения материнской платы и предназначенная для обеспечения связи между компьютерами сети.
Принцип работы: посредством определенного протокола приема-передачи данных формирует пакеты («порции» данных), которые затем передает по назначению. Сетевая карта посылает сообщения, принимает и отбирает из поступающих пакетов те, которые адресованы конкретной рабочей станции. Также она проверяет отсутствие ошибок в переданных сигналах, так как на корректную передачу сигнала могут повлиять различные помехи.
Основные характеристики сетевых карт.
-
Используемый протокол (на сегодняшний день распространены два протокола приема-передачи данных в локальной компьютерной сети – протокол Ethernet и Token Ring).
-
Скорость обмена данными (бывает 4. 10, 16, 20, 100 Мбит/c и др. в зависимости от фирмы производителя и используемого протокола).
-
Способ обработки возникающих ошибок.
Определение 2: кабель – это самая распространенная среда передачи сигнала для LAN.
Кабели бывают разных типов.
Коаксиальный кабель – это жила (медный провод), вокруг которого оплетка и изоляция (похож на кабель для подключения телевизора к центральной антенне).
-
Толстый – максимальная протяженность от устройства до устройства до 500 метров, не эластичный.
-
Тонкий – максимальная протяженность от устройства до устройства до 185 метров, эластичный.
Скорость передачи у этого типа кабеля до 100 Мбит/с, он обеспечивает достаточно высокую помехоустойчивость.
Витая пара – представляет собой скрученные вместе провода. Обладает меньшей стоимостью, большей помехоустойчивостью, и, в силу некоторых технических особенностей, построение сети на базе витой пары проще. Скорость передачи у этого типа кабеля до 100 Мбит/с.
Экранированная – содержит защитный экран, протяженность от устройства до устройства до 66 метров.
Неэкранированная – не содержит защитного экрана, протяженность от устройства до устройства до 100 метров.
Определение 3: Коннектор – это соединительный элемент для сопряжения кабелей и сетевых карт.
Для разных типов кабелей применяются различные коннекторы.
Определение 4: Сетевые концентраторы (Hub) – это распределители потоков информации в сетях топологии «звезда».
Определение 5: Терминатор – это нагрузочное сопротивление на разрыве сети (топология «шина»).
Замечание: здесь приведены далеко не все элементы аппаратуры для локальных сетей.
Программное обеспечение LAN.
Определение: Сетевая операционная система (СОС) – это программа или комплекс программ, предоставляющих возможность использования аппаратной части компьютерной сети и реализующих сетевые сервисы: разделение информационных и аппаратных ресурсов, средства коммуникации, предоставляет системному администратору интерфейс администрирования компьютерной сетью.
Вообще говоря, сетевая операционная система «состоит» из двух частей – серверной компоненты и клиентской. Компоненты СОС на каждой рабочей станции и сервере взаимодействуют друг с другом посредством протокола. Перечислим некоторые протоколы: IBM NetBIOS, NetBEUI, IPX/SPX.
Ниже приведен список некоторых СОС.
Операционная система
|
Производитель
|
Тип ОС
|
Apple Talk
|
Apple
|
|
LANtastic
|
Artisoft
|
|
NetWare
|
Novell
|
многоранговая
|
NetWare Lite
|
Novell
|
одноранговая
|
OS/2 LAN Manager
|
Microsoft
|
|
OS/2 LAN Server
|
IBM
|
многоранговая
|
Windows NT, 2000, XP
|
Microsoft
|
одноранговая
|
Windows 95, 98, Me
|
Microsoft
|
многоранговая
|
Защита информации. Администрирование сети.
Когда информационные или аппаратные ресурсы становятся доступны многим пользователям в сети, возникает вопрос о защите информации. Главная цель защиты информации – контроль за доступом к ней. К просмотру, созданию, удалению или изменению данных должны допускаться только лица, обладающие необходимыми полномочиями.
Определение: Администрирование сети – это централизованная работа по рациональному и правильному использованию ресурсов сети. В частности определение круга пользователей сети и их прав, с целью обеспечения защиты информации.
К системному администратору предъявляются следующие требования:
-
Обеспечение конфиденциальности информации.
-
Поддержка целостности и точности хранимой информации и программ, которые ее обрабатывают.
-
Обеспечение доступности систем, данных и служб для тех, кто имеет право доступа.
-
Должен обеспечить соответствие всех направлений деятельности действующему законодательству, инструкциям, лицензиям, контрактам и установленным этическим нормам.
-
Обеспечение восстановления данных в случае их утери или повреждения.
Далее приведены примеры опасных ситуаций, возникающих в реальной жизни:
-
Аппаратные сбои.
-
Вирусы.
-
Кража
-
оборудования;
-
информации;
-
услуг.
-
Небрежность
-
Пиратство
И т.д.
|