Компьютерная сеть состоит из трех основных аппаратных компонент и двух программных, которые должны работать согласованно. Для корректной работы устройств в сети их нужно правильно инсталлировать и установить рабочие параметры.
Основными аппаратными компонентами сети являются следующие:
1. Абонентские системы: компьютеры (рабочие станции или клиенты и серверы); принтеры; сканеры и др.
2. Сетевое оборудование: сетевые адаптеры; концентраторы (хабы); мосты; маршрутизаторы и др.
3. Коммуникационные каналы: кабели; разъемы; устройства передачи и приема данных в беспроводных технологиях.
Основными программными компонентами сети являются следующие:
1. Сетевые операционные системы, где наиболее известные из них это: MS Windows; LANtastic; NetWare; Unix; Linux и т.д.
2. Сетевое программное обеспечение (Сетевые службы): клиент сети; сетевая карта; протокол; служба удаленного доступа.
ЛВС (Локальная вычислительная сеть) – это совокупность компьютеров, каналов связи, сетевых адаптеров, работающих под управлением сетевой операционной системы и сетевого программного обеспечения.
В ЛВС каждый ПК называется рабочей станцией, за исключением одного или нескольких компьютеров, которые предназначены для выполнения функций серверов. Каждая рабочая станция и сервер имеют сетевые карты (адаптеры), которые посредством физических каналов соединяются между собой. В дополнение к локальной операционной системе на каждой рабочей станции активизируется сетевое программное обеспечение, позволяющее станции взаимодействовать с файловым сервером.
Компьютеры, входящие в ЛВС клиент – серверной архитектуры, делятся на два типа: рабочие станции, или клиенты, предназначенные для пользователей, и серверы, которые, как правило, недоступны для обычных пользователей и предназначены для управления ресурсами сети.
Рабочие станции
Рабочая станция (workstation) – это абонентская система, специализированная для решения определенных задач и использующая сетевые ресурсы. К сетевому программному обеспечению рабочей станции относятся следующие службы:
Клиент для сетей;
Служба доступа к файлам и принтерам;
Сетевые протоколы для данного типа сетей;
Сетевая плата;
Контроллер удаленного доступа.
Рабочая станция отличается от обычного автономного персонального компьютера следующим:
Наличием сетевой карты (сетевого адаптера) и канала связи;
На экране во время загрузки ОС появляются дополнительные сообщения, которые информируют о том, что загружается сетевая операционная система;
Перед началом работы необходимо сообщить сетевому программному обеспечению имя пользователя и пароль. Это называется процедурой входа в сеть;
После подключения к ЛВС появляются дополнительные сетевые дисковые накопители;
появляется возможность использования сетевого оборудования, которое может находиться далеко от рабочего места.
Сетевые адаптеры
Для подключения ПК к сети требуется устройство сопряжения, которое называют сетевым адаптером, интерфейсом, модулем, или картой. Оно вставляется в гнездо материнской платы. Карты сетевых адаптеров устанавливаются на каждой рабочей станции и на файловом сервере. Рабочая станция отправляет запрос через сетевой адаптер к файловому серверу и получает ответ через сетевой адаптер, когда файловый сервер готов.
Сетевые адаптеры вместе с сетевым программным обеспечением способны распознавать и обрабатывать ошибки, которые могут возникнуть из-за электрических помех, коллизий или плохой работы оборудования.
Различные типы сетевых адаптеров отличаются не только методами доступа к каналу связи и протоколами, но еще и следующими параметрами:
Скорость передачи;
Объем буфера для пакета;
Тип шины;
Быстродействие шины;
Совместимость с различными микропроцессорами;
Использованием прямого доступа к памяти (DMA);
Адресация портов ввода/вывода и запросов прерывания;
конструкция разъема.
Сетевые операционные системы
Сетевые операционные системы NOS (Network Operating System) – это комплекс программ, обеспечивающих в сети обработку, хранение и передачу данных.
Для организации сети кроме аппаратных средств, необходима также сетевая операционная система. Операционные системы сами по себе не могут поддерживать сеть. Для дополнения какой-нибудь ОС сетевыми средствами необходима процедура инсталляции сети.
NOS
необходима для управления потоками сообщений между рабочими станциями и
файловым сервером. Она является прикладной платформой, предоставляет
разнообразные виды сетевых служб и поддерживает работу прикладных процессов,
реализуемых в сетях.
NOS используют архитектуру клиент-сервер или одноранговую архитектуру.
NOS определяет группу протоколов, обеспечивающих основные функции сети. К ним относятся:
Адресация объектов сети;
Функционирование сетевых служб;
Обеспечение безопасности данных;
Управление сетью.
Типовой состав оборудования локальной сети
На рис. 4.1 приведен фрагмент вычислительной сети. Фрагмент вычислительной сети включает основные типы коммуникационного оборудования, применяемого сегодня для образования локальных сетей и соединения их через глобальные связи друг с другом.
Для построения локальных связей между компьютерами используются различные виды кабельных систем, сетевые адаптеры, концентраторы, повторители. Для связей между сегментами локальной вычислительной сети используются концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и шлюзы.
Рис. 4.1. Фрагмент сети
Для подключения локальных сетей к глобальным связям используются:
Специальные выходы (WAN–порты) мостов и маршрутизаторов;
Аппаратура передачи данных по длинным линиям – модемы (при работе по аналоговым линиям);
Устройства подключения к цифровым каналам (TA – терминальные адаптеры сетей ISDN, устройства обслуживания цифровых выделенных каналов типа CSU/DSU и т.п.).
Ядро ОС
Ядро сетевой операционной системы (командный интерпретатор) обеспечивает функционирование пользовательского интерфейса. Среди функций ядра можно отметить:
Управление выполнением процессов посредством их создания, завершения или приостановки и организации взаимодействия между ними.
Планирование очередности предоставления выполняющимся процессам времени центрального процессора (диспетчеризация). Процессы работают с центральным процессором в режиме разделения времени: центральный процессор выполняет процесс, по завершении отсчитываемого ядром кванта времени процесс приостанавливается и ядро активизирует выполнение другого процесса. Позднее ядро запускает приостановленный процесс.
Выделение выполняемому процессу оперативной памяти. Ядро операционной системы дает процессам возможность совместно использовать участки адресного пространства на определенных условиях, защищая при этом адресное пространство, выделенное процессу, от вмешательства извне. Если системе требуется свободная память, ядро освобождает память, временно выгружая процесс на внешние запоминающие устройства, которые называют устройствами выгрузки. Если ядро выгружает процессы на устройства выгрузки целиком, такая реализация системы UNIX называется системой со свопингом (подкачкой); если же на устройство выгрузки выводятся страницы памяти, такая система называется системой с замещением страниц.
Выделение внешней памяти с целью обеспечения эффективного хранения информации и выборка данных пользователя. Именно в процессе реализации этой функции создается файловая система. Ядро выделяет внешнюю память под пользовательские файлы, мобилизует неиспользуемую память, структурирует файловую систему в форме, доступной для понимания, и защищает пользовательские файлы от несанкционированного доступа.
Управление доступом процессов к периферийным устройствам, таким как терминалы, ленточные устройства, дисководы и сетевое оборудование.
Ядро реализует ряд необходимых функций по обеспечению выполнения процессов пользовательского уровня, за исключением функций, которые могут быть реализованы на самом пользовательском уровне.
Операционная система NetWare фирмы Novell ориентированна на локальную сеть ПЭВМ, совместимых с IBM PC. Эта сетевая операционная система, ядро которой загружается на файловый сервер, является самостоятельной операционной системой. На рабочих станциях загружаются модули сетевой операционной системы, которые обеспечивают взаимодействия с ее ядром и обмен сообщениями с другими рабочими станциями. При этом на рабочих станциях могут быть использованы различные базовые операционные системы. Сетевая операционная система обеспечивает работу сети любой структуры: моноканальной, кольцевой, звездообразной и т.д. В настоящее время используют несколько версий сетевой операционной системы NetWare Novell. Сеть Novell NetWare 2.2 предназначена для организации небольшой сети на базе файл-сервера с процессором 80286. Для создания крупных и надежно работающих сетей больше подходит сеть Novell NetWare 3.11 или 3.12, работающая на процессорах 80386 и выше. Версия 3.11/3.12 в отличие от 2.2 работает с выделенным файл-сервером и количество рабочих станций, подключенных к одному серверу, может достигать 250. Сеть Novell NetWare 4.1 предназначена для создания крупных сетей, состоящих из многих сегментов и содержащих несколько серверов. Количество рабочих станций в данной версии может достигать 1000.
Достоинства системы:
хорошо продуманные и мощные службы файлов и печати;
наличие средств оперативного сжатия информации на дисках;
мощные средства администрирования больших многопользовательских, многосерверных сетей Novell;
возможность создания сетей с повышенной отказоустойчивостью (пакет NetWare SFT III);
большое количество прикладных программ, разработанных независимыми поставщиками;
удобная иерархическая структура распределенного каталога.
Недостатки системы:
необходимость приобретения отдельного пакета NetWareSMPдля организации многопроцессорной обработки;
отсутствие простых инструментальных средств разработки приложений;
слабая защита памяти при работе приложений сервера, что затрудняет отладку программ и может привести к краху системы во время ее функционирования.
Функции ОС NetWare
поддержка коллективного использования файлов,
обеспечение доступа к сетевым принтерам,
предоставление средств для работы с электронной почтой,
поддержка работы СУБД различных типов,
обеспечение доступа к файловому серверу со стороны рабочих станций, функционирующих под управлением различных операционных систем,
предложение средств, позволяющих объединять удаленные сегменты сети,
обеспечение "прозрачности" доступа локальных и удаленных пользователей к ресурсам сети,
предложение средств для надежного хранения данных,
обеспечение защиты ресурсов сети от несанкционированного доступа,
поддержка динамически расширяемых многосегментных томов на нескольких дисках файлового сервера,
предоставление средств управления ресурсами корпоративных сетей: единый каталог сетевых ресурсов NDS в NetWare 4.1,
обеспечение передачи и обработки данных с использованием разных протоколов: SPX/IPX, TCP/IP, NetBIOS, AppleTalk,
поддержка работы суперсерверов в симметричном режиме функционирования (ОС NetWare 4.1 SMP).
Windows 95/98
Windows 95/98 - сетевая операционная система локальной одноранговой сети (число компьютеров не превышает 10). Windows 95 является 32-разрядной многозадачной и многопоточной системой с приоритетами. Операционная система предоставляет разнообразные средства для распределенной обработки данных. Она создает среду для объектно-ориентированной архитектуры, выполняет разнообразные функции, связанные с определением и изменением конфигурации внешних устройств и программного обеспечения, работающих в сети. Обеспечивается защита от отказов и безопасность данных. Windows 95 работает с любыми типами данных: текстами, звуком и изображением используется удобный упрощенный интерфейс пользователя, позволяющий работать с трехмерной графикой. Windows 95 имеет модуль, являющийся универсальным почтовым ящиком, предназначенным для хранения сообщений электронной почты, речевой почты и факсимильной связи. Обмен сообщениями внутри рабочей группы осуществляется при помощи Microsoft Mail. В рабочей группе следует выделить одну машину, оборудованную факс-модемом, в качестве почтовой.
Microsoft Windows NT WS/Server 4.0
Microsoft Windows NT WS / Server 4.0 является уникальной и мощной операционной системой.
При ее разработке преследовались следующие цели:
надежность,
производительность,
переносимость,
совместимость,
масштабируемость,
безопасность.
Windows NT идеально приспособлена для работы в качестве рабочей станции и сетевого сервера, где требуется повышенная устойчивость и высокая производительность. Windows NT является синтезом как предыдущих версий Windows, так и других операционных систем. Она может быть адаптирована под различные типы аппаратного обеспечения без полной переработки. Важной особенностью операционной системы является ее способность работать с существующими приложениями.
Достоинства системы:
наличие унифицированного графического интерфейса;
простота и удобство использования и администрирования;
надежность служб файлов и печати;
развитый интерфейс API(ApplicationProgramInterface) прикладного программирования, облегчающий процесс разработки прикладных программ;
возможность реализации одно- и многопроцессорной (до 32 процессоров) обработки в одном пакете;
поддержка различных архитектур процессоров (Intel,Alpha,MIPSи др.).
Недостатки системы:
слабая гибкость службы каталогов (доменная модель) по сравнению с аналогичными службами СОС NetWareиBanyanVINES6.0;
сложность системы защиты при управлении доступом внутри доменов и между ними.
Windows 2000
Windows2000 поставляется в трех вариантах
Windows 2000 Professional (по - старому - workstation). Высокопроизводительное рабочее место
Windows 2000 Advanced Server (по - старому - Enterprise Server)
Особенности Windows 2000:
В Windows 2000 Professional расширен спектр поддерживаемых устройств, обеспечивает поддержку средств управления энергопотреблением для мобильных систем и обладает улучшенным пользовательским интерфейсом, благодаря которому она является самой простой в использовании из всех когда-либо выпущенных версий Windows.
В систему добавлены новые “мастера”: “мастер аппаратуры”, позволяющий наиболее простым способом подключать новые устройства в систему, “мастер сетевых соединений”, способствующий более быстрому конфигурированию модемов и сетевых соединений, “мастер принтера”, помогающий быстро подключить принтер.
Появилась поддержка “горячей” смены компонентов. Данную функцию по достоинству оценят владельцы ноутбуков, которые вынуждены перезагружать свои машины при подключении новых устройств.
В Windows 2000 используется новая файловая система, носящая название NTFS5. Основная отличительная черта данной файловой системы – автоматическое “фоновое” шифрование данных.
В новой системе сокращено число необходимых перезагрузок после установки новых свойств в СЕМЬ раз, это значит, что пользователю не придется перезагружаться для того, чтобы система “восприняла” новые параметры.
Добавлена новая служба быстрого поиска данных, которая позволит находить необходимые файлы с высокой скоростью, за счет индексации данных
Установлена новая политика безопасности. Такой подход делает систему очень устойчивой к различным сбоям.
Улучшена поддержка сетей. С точки зрения пользователя теперь можно будет, не вдаваясь в детали, получить доступ к сетевым ресурсам не привлекая к этому вечно занятого системного администратора
В Windows 2000 появилась новая возможность – создание сценария установки, что позволит установить систему на диски разных машин, пользуясь единым сценарием.
Компьютерная сеть (информационно-вычислительная сеть) –это система распределенных на территории средств ввода/вывода, хранения и обработки информации, связанных между собой каналами передачи данных.
Сети могут обеспечить:
удаленный доступ пользователей к ресурсам сети (базам и банкам данных, экспертным системам, высокопроизводительным ЭВМ, высококачественным принтерам и графопостроителям и др.);
создание распределенных банков данных, что снижает стоимость их эксплуатации и уменьшает время доступа пользователя к информации;
предоставление пользователям различных услуг (службы информации, электронной почты, телеконференций и др.).
Обобщенная структура взаимосвязанных сетей показана на рис.28.
Рис.28. Структура взаимосвязанных сетей
Компоненты сети:
ЭВМ – вычислительные средства сети, которые могут быть разных классов и типов и работать под управлением различных операционных систем. Для работы в сети ЭВМ должна быть укомплектована необходимыми техническими средствами (например: сетевым адаптером, модемом для телефонных каналов связи, устройством преобразования сигналов для телеграфных каналов, абонентской радиостанцией для радиоканалов и др.) и программами, поддерживающими работу этих устройств.
ЦУС – центр управления сетью, где работает администратор сети. В ЦУС, как правило, устанавливается ЭВМ, обладающая наивысшей производительностью и большим объемом памяти и оснащенная специальным программным обеспечением.
Администратор сети – это человек или группа лиц, которые выполняют следующие функции:
проверку работоспособности компонентов сети, отключение неисправных, подключение отремонтированных или новых компонентов;
установление конфигурации сети;
определение дисциплины (порядка) обслуживания пользователей;
учет времени работы пользователей и компонентов сети.
Терминалы (Т) – устройства ввода/вывода информации без ее обработки.
Средства коммуникаций (СК) – комплекс технических и программных средств для обеспечения информационного взаимодействия между компонентами сети. В сетях используются каналы связи с различными физическими средствами передачи сигналов: проводными, оптоволоконными и по радио.
Так как в разные годы сети разрабатывали различные организации, ориентируя их на определенные типы ЭВМ, классы задач и сферы применения, то исторически сложилось так, что среди компьютерных сетей нет единообразия. Поэтому взаимодействие между сетями осуществляется в рамках протоколов.
Протокол – это система соглашений, которые определяют все аспекты информационного взаимодействия между компонентами одной сети или разных сетей. Протокол включает правила, процедуры, алгоритмы и требования, касающиеся порядка взаимодействия между компонентами сети. Связь сетей с разными протоколами производится через шлюзы, а с одинаковыми протоколами – через мосты. Шлюзы и мосты осуществляют согласование различных протоколов.
Шлюз (Ш) – комплекс технических и программных средств для организации взаимодействия между неоднородными сетями, т.е. включающими программно-несовместимые ЭВМ.
Мост (М) – комплекс технических и программных средств для организации взаимодействия между однородными сетями, т.е. в которые входят программно-совместимые ЭВМ.
Требования к сетям и их классификация
Чтобы сеть отвечала своему назначению, к ней предъявляются следующие общие требования:
Простота доступа пользователя к сети.
Открытость – возможность включения разнотипных ЭВМ.
Развиваемость – возможность наращивания ресурсов сети и абонентов.
Автономность – работа пользователя на своей ЭВМ не должна ограничиваться тем, что ЭВМ включена в сеть.
Интегральность – возможность обработки и передачи информации различного вида: символьной, графической, речевой.
Защищенность – возможность пресечения несанкционированного доступа к ресурсам сети.
Небольшое время ответа, обеспечивающее эффективную работу пользователя в диалоговом режиме в соответствии с назначением сети.
Непрерывность работы – возможность отключения или подключения ЭВМ к сети без прерывания ее работы (или с небольшим перерывом).
Помехоустойчивость – способность достоверно передавать информацию в условиях промышленных, бытовых и атмосферных помех.
Оперативное получение необходимой справки (помощи) по использованию ресурсов сети.
Высокая надежность функционирования компонентов сети.
Приемлемая стоимость услуг сети.
Часть этих требований содержится в международных и национальных стандартах, другие являются предметами международных соглашений и допущений.
Многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по ряду признаков:
По территориальному размещению:
глобальные (WАN –Widе Аrеа Nеtwоrk) –на территории страны или нескольких стран;
региональные (MАN – Muniсiраl Аrеа Nеtwоrk) – на территории района, области, региона;
локальные (LАN – Lосаl Аrеа Nеtwоrk) – в пределах организации, предприятия, фирмы.
По типу решаемых задач:
специализированные (например: электронная система торгов Белорусской фондовой биржи);
многофункциональные (например: государственная сеть БелПак).
По типу средств коммуникаций:
телефонные и телеграфные каналы связи;
наземные, подземные и подводные кабельные линии связи;
наземные телевизионные, радиорелейные и радиолинии связи;
спутниковые радиолинии связи.
По дисциплине обслуживания пользователей (по способу доступа пользователей к сети):
приоритетные (задаются ЦУП), когда пользователи получают доступ к сети в соответствии с присвоенными им приоритетами (приоритеты пользователей могут быть постоянными или изменяющимися, например, в зависимости от новизны или ценности информации и др.);
неприоритетные, когда все пользователи сети имеют равные права доступа к сети.
Логическая структура сети
С появлением первых сетей была осознана необходимость разработки стандартов, определяющих взаимодействие между компонентами одной сети, а так же разных сетей. В 1978 г. Международная организация по стандартизации (МСЩ) опубликовала первые стандарты для взаимодействия открытых систем. Система является открытой, если она соответствует эталонной модели, разработанной МОС. Функции взаимодействия между компонентами сети делятся на уровни. Эталонная модель взаимодействия открытых систем (ЭМВОС) определяет, что каждая система должна содержать семь уровней взаимодействия (рис. 29).
Рис.29. Структура взаимосвязанных сетей
Процессы взаимодействия должны подчиняться определенным протоколам.
Пользователь, желая воспользоваться услугами сети (например, передать данные другому пользователю, привлечь определенную ЭВМ сети для решения своей задачи, получить информацию из банка данных и др.), должен выполнить необходимые действия, определяемые протоколами общения пользователей с сетью.
Дальнейшее преобразование информации, введенной получателем, осуществляется уже без его участия. Информация от пользователя до ЭВМ обязательно проходит через все семь уровней взаимодействия, преобразуясь в соответствии с протоколами уровней.
7-й (прикладной или пользовательский) уровень. Уровни с 7-го по 3-й реализуются программными средствами ПС. Программы прикладного уровня обеспечивают:
§ проверку полномочий пользователя;
§ подключение пользователя к сети;
§ доступ пользователя к справочнику сети;
§ доступ пользователя к ресурсам и услугам сети.
6-й (представительный) уровень обеспечивает представление и преобразование данных, которые передаются между компонентами сетей. Задача преобразования данных связана с тем, что в сети могут быть ЭВМ различного типа с разными формами представления данных, системами команд и операционными системами. Программы этого уровня представляют в единой форме все виды информации.
5-й (сеансовый) уровень выполняет организацию сеанса связи между пользователями и обеспечивает:
§ начало сеанса связи;
§ взаимодействие пользователей: дуплексное (одновременный диалог), полудуплексное (попеременный диалог), симплексное (монолог) взаимодействие;
§ синхронизацию сеанса, что позволяет повторить часть сеанса с определенного времени;
§ конец сеанса связи.
4-й (транспортный) уровень связывает машинозависимые уровни с верхними – машинно-независимыми. Это граница между средствами формирования данных и средствами передачи данных. На этом уровне формируется пакет данных, который состоит из заголовка с адресом получателя, непосредственно сообщения и концевика (кода, который используется у получателя для установления искажений в сообщении при передачи пакета по линии связи). При получении сообщения от источника на 4, 3 и 2-м уровнях осуществляется обнаружение определенных ошибок в сообщении, появившихся при ее передачи, частичная ликвидация ошибок и формирование специального сообщения на вышележащий уровень о неисправленных ошибках.
3-й (сетевой) уровень определяет маршрут движения сообщения, т.е. те узлы коммутации (в различной литературе: узлы, узловые станции, коммутаторы каналов), через которые должно пройти сообщение от источника до получателя. В Узлах коммутации (УК) реализованы три нижних уровня ЭМВОС.
2-й (канальный) уровень реализуется программными и техническими средствами (ТС). Он обеспечивает установление, поддержание и разъединение соединений между пользователями. Канальный уровень задает метод доступа к сети.
1-й (физический) уровень сопрягает канальный уровень с физической средой передачи данных. Он реализуется техническими средствами. На физическом уровне осуществляется:
§ электромеханическое соединение с физической средой;
§ последовательно-параллельное (или наоборот) преобразование данных.
Построение реальных сетей в соответствии с ЭМВОС позволяет легко сопрягать различных абонентов с сетью и разные сети между собой.
ЛОКАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ
10.1. Международные требования к сетям
Локальные сети делятся на учрежденческие (офисные сети фирм, сети организационного управления и другие сети, отличающиеся по терминологии, но практически одинаковые по своей идеологической сути) и сети управления технологическими процессами на предприятиях.
Локальные сети характерны тем, что расстояния между компонентами сети сравнительно не велики, как правило, не превышают нескольких километров. Локальные сети различаются по роли и значению ПЭВМ в сети, структуре, методам доступа пользователей к сети, способам передачи данных между компонентами сети и др. Каждой из предлагаемых на рынке сетей присущи свои достоинства и недостатки. Выбор сети определяется числом подключаемых пользователей, их приоритетом, необходимой скоростью и дальностью передачи данных, требуемой пропускной способностью, надежностью и стоимостью сети.
В настоящее время Международная организация стандартов разработала более 25 стандартов на локальные сети. Рассмотрим основные требования стандартов к учрежденческим сетям:
§ возможность подключения современных, ранее разработанных и перспективных ПЭВМ и периферийных устройств;
§ скорость передачи данных должна быть не менее 1 Мбит/с;
§ отключение и подключение компонентов сети не должно нарушать общую работу сети более чем на 1 с;
§ средства обнаружения ошибок, имеющиеся в сети, должны выявлять все сообщения, содержащие 4 и более искаженных битов;
§ надежность сети должна обеспечивать не более 20 мин простоя сети в год.
Международные стандарты предъявляют высокое требование к локальным сетям. Поэтому требованиям международных стандартов удовлетворяют лишь ряд сетей, выпускаемых ведущими электронными фирмами мира.
Классификация сетей
Локальные сети, широко используемые в научных, управленческих, организационных и коммерческих технологиях, можно классифицировать по следующим признакам:
1. По роли ПЭВМ в сети:
§ сети с сервером;
§ одноранговые (равноправные) сети;
2. По структуре (топологии) сети:
§ одноузловые («звезда»);
§ кольцевые («кольцо»);
§ магистральные («шина»);
§ комбинированные;
3. По способу доступа пользователей к ресурсам и абонентам сети:
§ сети с подключением пользователя по указанным адресам абонентов по принципу коммутации каналов («звезда»);
§ сети с централизованным (программным) управлением подключения пользователей к сети («кольцо» и «шина»);
§ сети со случайной дисциплиной обслуживания пользователей («шина»).
4. По виду коммуникационной среды передачи информации:
§ сети с использованием существующих учрежденческих телефонных сетей;
§ сети на специально проложенных кабельных линиях связи;
§ комбинированные сети, совмещающие кабельные линии и радиоканалы.
5. По дисциплине обслуживания пользователей (способу доступа пользователей к сети):
§ приоритетные, задающиеся ЦУС, когда пользователи получают доступ к сети в соответствии с присвоенными им приоритетами (постоянными или изменяющимися);
§ неприоритетные, когда все пользователи сети имеют равные права доступа к сети.
6. По размещению данных в компонентах сети:
§ с центральным банком данных;
§ с распределенным банком данных;
§ с комбинированной системой размещения данных.
Роль ПЭВМ в сети
Сети с сервером
Компонентами сети являются рабочие ПЭВМ (рабочие станции) и серверы.
Сервер – это специально выделенная в сети ПЭВМ, в задачу которой входит управление всей сетью или частью сети (например: в комбинированных сетях), прием, хранение, обновление и выдача пользователям информации, управление высококачественными принтерами и графопостроителями. Поэтому к серверу предъявляются более высокие требования по производительности, объему памяти и надежности.
Рабочие станции (клиенты, абоненты) – это менее мощные ПЭВМ, которые могут использовать ресурсы (например, дисковое пространство) сервера.
Достоинства сети:
§ Более эффективное централизованное управление сетью;
§ рабочие станции могут быть достаточно простыми и дешевыми;
§ операционная система, поддерживающая работу сети (например, Windоws 95/98), может устанавливаться только на сервере.
Недостатки:
§ более высокая стоимость установки;
§ сложная настройка системы.
Одноранговые сети
Все ПЭВМ в сети равноправны. Каждый пользователь предоставляет в сеть какие-то ресурсы: жесткий диск, высококачественный принтер, графопостроитель и др.
Достоинства:
§ меньшие затраты на установку сети;
§ возможность использование каждым пользователем ресурсов других ПЭВМ;
§ удобство и простота работы пользователей в сети.
Недостатки:
§ число ПЭВМ в сети не превышает 25-30;
§ операционная система, поддерживающая работу сети (например, Windоws 95/98), устанавливается на каждой ПЭВМ.
Структура сетей
Одноузловые сети
В локальных сетях применяются в основном одноузловые (звездообразные) сети. В качестве средств коммуникаций могут использоваться телефонные линии связи и АТС организаций, предприятий, фирм и др., специально проложенные кабельные линии и каналы передачи сигналов по радио.
В процессе развертывания операционной системы администратор может установить базовый набор сетевых компонентов, предоставляющих возможность создания сетевых подключений. В составе Windows Server 2003 поставляется значительное число дополнительных сетевых компонентов, расширяющих функциональность операционной системы (табл. 12.2).
Эти компоненты организованы в три группы:
Эти компоненты не устанавливаются автоматически непосредственно в ходе развертывания операционной системы. В случае необходимости администратор должен установить нужные сетевые компоненты вручную.
Таблица 12.2 . Сетевые компоненты Windows Server 2003.
| Компонент | Группа компонентов | Описание компонента |
|---|---|---|
| Connection Manager Administration Kit | Management and Monitoring Tools | Компонент позволяет установить на сервере мастер Connection Manager Administration Kit Wizard |
| Connection Point Services | Management and Monitoring Tools | Данный компонент используется в процессе развертывания диспетчера соединений (Connection Manager) для публикации телефонных книг (phone book) |
| Network Monitor Tools | Management and Monitoring Tools | Компонент, позволяющий осуществлять анализ сетевого трафика |
| Simple Network Management Protocol | Management and Monitoring Tools | Компонент, обеспечивающий функционирование на сервере протокола SNMP |
| WMI SNMP Provider | Management and Monitoring Tools | Компонент, позволяющий приложениям осуществлять доступ к информации SNMP посредством технологии WMI (Windows Management Information) |
| Domain Name System (DNS) | Networking Services | Компонент устанавливает службу разрешения доменных имен в IP-адреса (DNS) |
| Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) | Networking Services | Компонент устанавливает службу, осуществляющую динамическое выделение IP-адресов (DHCP) |
| Internet Authentication Service | Networking Services | Служба аутентификации через Интернет. Включает в себя поддержку протокола аутентификации удаленных пользователей RADIUS |
| RPC over HTTP Proxy | Networking Services | Компонент, позволяющий осуществлять вызовы RPC/DCOM поверх протокола HTTP, используя службы Internet Information Services (IIS) |
| Simple TCP/IP Services." | Networking Services | Устанавливаются дополнительные службы TCP/IP |
| Windows Internet Name Service (WINS) | Networking Services | Устанавливает службу разрешения NetBIOS-имен в IP-адреса (WINS) |
| File Services for Macintosh | Other Network File and Print Services | Служба, позволяющая пользователям Macintosh получить доступ к ресурсам на Windows-сервере |
| Print Services for Macintosh | Other Network File and Print Services | Служба, позволяющая пользователям Macintosh отправлять задания на печать на принтеры, подключенные к Windows-серверу |
| Print Services for Unix | Other Network File and Print Services | Служба, позволяющая пользователям UNIX отправлять задания на печать на принтеры, подключенные к Windows-серверу |
Рекомендуется устанавливать только действительно необходимые компоненты. Для обслуживания каждого компонента система затрачивает определенную часть системных ресурсов (память, процессорное время, дисковое пространство) и пропускной способности сети (для передачи служебного трафика сетевых компонентов).
Рис. 12.4 . Выбор сетевых компонентов для установки
Для установки дополнительных сетевых компонентов в меню Advanced (Дополнительно) окна Network Connections (Сетевые подключения) необходимо выбрать пункт Optional Networking Components (Дополнительные сетевые компоненты). В открывшемся окне (рис. 12.4) система предлагает выбрать для установки требуемые группы сетевых компонентов. Установка флажка напротив названия группы предписывает установку всех компонентов данной группы. Для установки только отдельных компонентов некоторой группы необходимо выбрать группу и щелкнуть на кнопке Details (Подробности). При этом система предложит список компонентов, входящих в состав выбранной группы.
В операционной системе WindowsXP любой способ связи компьютеров между собой (йапрямую, через;кж;шьную сеть, через Интернет) описывается термином сетевое not ,<лючение. Для создания и настройки подключений используется с медиальная папка Сетевые подключения (Пуск > Настройка > Сетевые подключения). Любое подключение можно настроить на выполнение всех необходимых сетевых операций.
Все виды сетевых подключений можно i)азделить на исходящие и входящие. В исходящих подключениях компьютер гам инициирует процесс установки связи, во входящих он получает защни: извне и дает свое согласие на то, чтобы установить связь. Исходящие подключения различаются методом связи, который полностью настраивается в рамках конкретного подключения. От любой программы, пользующейся подключением, все внутренние подробности скрыты.
Операционная система Windows XP учитывает пять основных типов сетевых подключений.
Подключение удаленного доступа используется для временного подсоединения к другой сети. К этому типу относятся все подключения, использующие модем.
Подключение по локальной сети - это постоянно действующее:tf? подключение. Именно оно используется в рамках локальной %! 1 сети. Некоторые типы подключения к Интернету (ADSL, кабельный модем) тоже относятся к этой категории.
Подключение виртуальной частной сети используется для бе- ,$&. зопасной передачи данных через открытую среду. Все данные шифруются. Чаще всего такое подключение представляет собой разновидность подключения удаленного доступа.
Прямое подключение позволяет установить соединение между двумя компьютерами без использования специальных сетевых аппаратных средств. Недостаток этого метода обычно состоит в ограниченной пропускной способности такого подключения, а также в том, что в такой связи участвуют только два компьютера.
Входящее подключение может относиться к любому из перечнеленных выше типов, кроме подключения по локальной сети. Оно позволяет компьютеру отвечать на запросы извне.
В зависимости от конфигурации системы и типов предполагаемых подключений может понадобиться следующее оборудование.
Сетевой адаптер для подключения к локальной сети;
Модем (и доступ к аналоговой, телефонной линии);
Устройство ADSL или кабельный модем, для подключения которых часто также необходим сетевой адаптер. Дополнительно необходимы различные типы соединительных кабелей. Сетевые подключения и сетевые компоненты
Если в компьютере установлен сетевой адаптер, операционная система Windows XP автоматически обнаруживает его и создает подключение по локальной сети. Более того, при каждом включении компьютера операционная система проверяет наличие досту г-а к сети и немедленно подключается к ней. Другие типы сетевых подключений необходимо создавать вручную. Для этого откройте папку Сетевые подключения (Пуск* Настройка > Сетевые подключения) и дайте команду Файл > Новое подключение. Можно также воспользоваться ссылкой Создание нов< < ~о подключения в области задач. При этом запустится Мастер новых подключений, который позволяет задать необходимые параметры подключения.
Чтобы изменить настройку ранее создан ного подключения, откройте папку Сетевые подключения (Пуск? Настройка > Сетевые подключения). Щелкните на значке нужного подключения пра-юй кнопкой мыши и выберите в открывшемся контекстном меню nyeiK Свойства. Откроется диалоговое окно свойств выбранного подключение. Основные настройки доступны на вкладке Общие.
На сетевых компьютерах, работающих под управлением Windows XP, возможна настройка пяти отдельных программных сетевых компонентов. Это собственно сетевой адаптер (поле Подключение через на вкладке Общие диалогового окна свойств подключен им), а также сетевой клиент, сетевая служба, планировщик и сетевой протокол. Они перечислены в списке Отмеченные компоненты используются этим подключением. Чтобы изменить настройку компонента, выберите его F с (иске и щелкните на кнопке Свойства. Если эта кнопка неактивна, зн.ач;ST выбранный компонент не имеет настраиваемых параметров. В разных i \ i дкл ючениях могут использоваться разные сетевые компоненты, например, из-за того, что компьютер одновременно входит в состав нескольких ceitiii.
Сетевой протокол представляет собой набор правил, используемый компьютером при взаимодействии с другим устройством через сеть. Чтобы такое взаимодействие действительно оказалось возможным, разные компьютеры сети должны использовать один и тот же протокол. Таким образом, выбор протокола осуществляется при создании сети.
Одноранговая локальная сеть под управлением Windows XP опирается на протокол TCP/IP, который применяется и при подключении к Интернету. В предыдущих версиях Windows в локальной сети применялся протокол NetBEUI (в Windows XP его поддержка прекращена). Локальная сеть под управлением сервера Novell NetWare использует протокол 1PX/SPX. Другие протоколы, скорее всего, вам не понадобятся. При настройке сети не следует устанавливать те протоколы, которые не будут использоваться, так как это увеличивает нагрузку на компьютер и снижает эффективность работы,
Изменение настройки сетевого протокола относится только к конкретному подключению. Чтобы выполнить такую настройку, откройте папку Сетевые подключения (ПусО Настройка» Сетевые подключения). Щелкните на значке нужного подключения правой кнопкой мыши и выберите в открывшемся контекстном меню пункт Свойства. Выберите в списке Отмеченные компоненты используются этим подключением настраиваемый протокол и щелкните на кнопке Свойства. Диалоговое окно свойств протокола содержит ряд вкладок, количество и состав которых зависит от используемого протокола и типа подключения.
Сетевой адаптер (сетевая плата) - это аппаратное средство, обеспечивающее физическое подключение компьютера к сети. Это либо специальная плата расширения, содержащая гнездо для подключения сетевых кабелей, либо отдельное устройство, подключаемое через порт USB. У современных компьютеров сетевой адаптер нередко интегрируется прямо в материнскую плату. Для использования сетевого адаптера требуется установка соответствующих драйверов.
Если сетевой адаптер удовлетворяет стандарту plug-and-play, то установка драйверов производится автоматически. Кроме того, установку сетевого адаптера можно провести так же, как любого другого устройства, то есть с помощью мастера Установка оборудования,
Доступ к средствам настройки сетевой;, адаптера возможен двумя способами. Во-первых, можно использовагь Диспетчер устройств (Пуск > Настройка > Панель управления > Система > Оборудование > Диспетчер устройств). Во-вторых, открыв папку Сетевые подключения (Пуск > Настройка * Сетевые подключения), можно щелкнут;. правой кнопкой мыши на значке подключения, использующего этот адап rep, и выбрать в контекстном меню пункт Свойства. На вкладке Общие щелкните на кнопке Настроить. Специальные возможности настройки сетевого адаптера обычно представлены на вкладке Дополнительно.
Сетевой клиент - это специальное up траммное обеспечение, обеспечивающее доступ к сети и работу с ней, С< ^евые клиенты предназначены для использования определенного сетевого протокола и должны быть привязаны к нему.
Сетевой клиент, который должен бьп i. установлен, определяется в соответствии с используемым сетевым про соколом. Протокол TCP/IP использует Клиент для сетей Microsoft. Если сеть основана на использовании протокола IPX/SPX, нужен Клиент для сетей NetWare.
Для настройки сетевого клиента нядо открыть диалоговое окно свойств соответствующего подключения (Пуск * Настройка * Сетевые подключения * Свойства) и выбрать вкладку Общие, Ь списке используемых сетевых компонентов выберите настраиваемый клиент и щелкните на кнопке Свойства. Возможности изменения настроек к. шента минимальны. Если сетевой клиент вообще не допускает настроек кнопка Свойства будет пригашена.
Сетевая служба представляет собой:етевую подсистему, предназначенную для выполнения конкретной зад;. ти. Например, в одноранговой сети Windows совместный доступ к файлам и принтерам обеспечивается альной службой. В Интернете работа электронной почты, передача файлов и многие другие возможности также обеспечиваются особыми службами. Различным образом организованные локальные сети могут обеспечивать и другие виды служб.
Для настройки сетевой службы надо открыть диалоговое окно свойств соответствующего подключения (Пуск > Настройка? Сетевые подключения > Свойства) и выбрать вкладку Общие. В списке используемых сетевых компонентов выберите настраиваемую службу и щелкните на кнопке Свойства. Набор настроек, доступных в диалоговом окне свойств службы, зависит от конкретной службы.
Добавлять дополнительные сетевые компоненты без необходимости не следует. Как правило, операционная система Windows вполне успешно справляется ео стоящими перед ней задачами, автоматически добавляя сетевые компоненты, если в них возникает нужда. Но эту операцию можно выполнить и вручную. Откройте диалоговое окно свойств подключения (Пуск * Настройка > Сетевые подключения > Свойства) и выберите вкладку Общие. Щелкните на кнопке Установить. В диалоговом окне Выбор типа сетевого компонента выберите нужный тип (Клиент, Служба или Протокол) и щелкните на кнопке Добавить. Далее можно выбрать нужный компонент из числа предложенных операционной системой или воспользоваться отдельным дистрибутивным носителем (кнопка Установить с диска).
Для удаления сетевого компонента откройте диалоговое окно свойств подключения (Пуск > Настройка > Сетевые подключения > Свойства) и выберите вкладку Общие. Выберите в списке компонент, который необходимо удалить, и щелкните на кнопке Удалить. При удалении указанного компонента автоматически удаляются и компоненты, работа которых основывается на нем. Как и в случае установки сетевых компонентов, прибегать к этой операции следует только в крайнем случае - обычно операционная система сама делает все что НУЖНО. Кроме того, имейте в виду, что удаление компонента распространяется на все подключения, в которых он используется. После выдачи команды на удаление операционная система напомнит об этом и попросит подтвердить выданную команду.
При прямом кабельном соединении должны быть связаны однотипные порты компьютеров (последовательный с последовательным или параллельный с параллельным). Возможна также беспроводное соединение, использующее инфракрасные порты компьютера. При соединении последовательных портов используется так называемый нуль-модемный кабель (обеспечивающий правильное сочетании исходящих и входящих сигналов). Для соединения параллельных порто» также необходим специальный кабель. Прямое соединение через параллельные порты работает заметно быстрее, так как в этом случае даннь.е передаются не побитно, а сразу целыми байтами.
При прямом соединении компьютеров < айн из компьютеров является ведущим, а другой ведомым. Ведущий компьютер инициирует соединение, в то время как ведомый принимает запрос и отвечает на него. Такое соединение обеспечивает ведущему компьютеру доступ к ресурсам ведомого компьютера.
Открыв папку Сетевые подключения, дайте команду Файл V Новое подключение. В окне мастера новых подключений щелкните на кнопке Далее. Затем установите переключатель Установить прямое подключение к другому компьютеру и щелкните на кнопке Далее. Установите переключатель Подключаться напрямую к другому комгыстеру и щелкните на кнопке Далее. На следующем этапе работы мастера нужно установить переключатель Ведущий компьютер или Ведомый KOMI " эютер в зависимости от роли, которую будет играть данная система прг прямом соединении. Щелкните на кнопке Далее. Для ведущего компьют ера на последующих этапах работы Мастера надо указать имя компьютер; i к которому производится подключение, и порт, который будет использс оатъся для связи. Для ведомого компьютера можно указать пользователей которым разрешается подключение.
После того как на ведущем и ведомом компьютерах созданы прямые подключения, можно установить связь между ними. У ведомого компьютера значок прямого подключения имеет подпись Входящие подключения. На ведущем компьютере надо дважды щелкнуть на значке прямого подключения. Откроется диалоговое окно Подключение, в котором надо указать имя пользователя и пароль для подключения к ведомому компьютеру. Операционная система Windows XP дает возможность включить режим сохранения пароля. После щелчка на кнопке Подключение процесс установки соединения продолжается автоматически.
Удаленный доступ к сети позволяет подключить к сети удаленный компьютер через телефонную линию. На период действия соединения удаленный компьютер (как правило, переносной) получает такие же права, как компьютер, постоянно подключенный к данной сети. В настоящее время эта возможность используется, главным образом, для подключения отдельных (домашних) компьютеров к Интернету через локальную сеть поставщика услуг Интернета. Эта возможность также может применяться для подключения сотрудников организации к корпоративной сети, когда они находятся не на рабочем месте.
