Тема 6. Сетевые компьютерные системы и технологии

6.1 Эволюция и типы сетей

Что такое компьютерная сеть?

На самом обобщенном уровне сеть - это система, которая по­зволяет производить обмен информацией. Минимальный набор компонентов, составляющих базовую коммуникационную мо­дель, выглядит так:

   источник;

• приемник;

• среда передачи;

• сообщение.

 

 

Источником и приемником могут быть два разговаривающих между собой человека. В сети источником и приемником могут быть персональный компьютер (ПК) и главная ЭВМ или спутник и принимающая антенна.

Средой передачи, или каналом, может быть телефонная линия, кабель или воздух, по которому распространяется микроволновое излучение.

Сообщение представляет собой информацию, передаваемую от источника к приемнику.

К преимуществам использования сетей относят:

• быстрый обмен информацией между пользователями;

• общий доступ к ресурсам;

• оптимальное распределение нагрузки между несколькими ЭВМ;

• возможность резервирования для повышения устойчивости всей системы к отказам;

• создание гибкой рабочей среды.

История совершенствования обмена данными отмечена улучшениями во всех компонентах коммуникационной модели. Эти улучшения сделали сети более быстрыми, простыми в об­ращении и более эффективными. Сеть является системой, в которой происходит передача информации. Компьютерная сеть включает все аппаратное и программное обеспечение, необхо­димое для подключения компьютеров и другого электронного оборудования к каналу, по которому они могут общаться друг с другом. Устройства, которые взаимодействуют с другими уст­ройствами в сети, называются узлами, станциями или сетевыми устройствами. Число узлов может составлять от двух до многих тысяч.

Одноранговые сети (PEER-TO-PEER NETWORKS)

Когда узлы сети выполняют одинаковые коммуникационные функ­ции, они называются равными (peer). Коммуникации между такими узлами обычно называются одноранговыми.

В противоположность им, есть сети, состоящие из множе­ства компьютеров, называемых рабочими станциями или кли­ентами, которые обмениваются информацией практически исключительно с одним или с несколькими компьютерами, называемыми серверами.

Сети клиент-сервер (CLIENT-SERVER NETWORKS)

Сети клиент-сервер предлагают централизованный доступ к серви­су, приложениям и/или устройствам, упрощающим доступ к информации. Поскольку ресурсы сконцентрированы на серве­ре, в отличие от распределенных по сети ресурсов в одноран­говых сетях, сети клиент-сервер могут быть более эффектив­ными. Благодаря многочисленным преимуществам использо­вания сервера, текущие тенденции развития показывают все большее стремление к переходу с одноранговых сетей на сети типа клиент-сервер.

 

Сетевые приложения

Существует два типа сетевых приложений: чисто сетевые (pure) и обособленные (standalone). Чисто сетевые приложения разработаны для применения в сетях. Использование их на от­дельных компьютерах не имеет смысла. Наоборот, обособленные приложения призваны работать на отдельном компьютере. Для расширения возможностей они перестроены для работы в сетях. Примерами обособленных приложений могут служить текстовый процессор и редактор электронных таблиц.

Чисто сетевые приложения

Эти приложения были созданы для использования возможностей сетей. Каждое из них имеет свой отдельный пользовательский интерфейс и требует выполне­ния некоторой последовательности "сетевых" команд, индивиду­альных для каждого приложения. Ниже приведены некоторые примеры чисто сетевых приложений:

• эмуляция терминала;

• передача файла;

• электронная почта;

• групповые приложения.

Эмуляция терминала была одним из первых чисто сетевых приложений. До появления сетей терминалы использовались для доступа к прикладным программам на больших ЭВМ и миникомпьютерах. Когда на смену терминалам пришли ПК, потребовался метод доступа к прикладным программам на существующих больших ЭВМ и миникомпьютерах. Програм­ма эмуляции терминала позволяет представить ПК для боль­шой ЭВМ как подключенный к ней терминал. Функции цен­трального процессора (ЦП) ПК становятся прозрачными для пользователя, и ему кажется, что он работает с ЦП большой ЭВМ, к которой данный ПК подсоединен. Эмуляция термина­ла предоставляет пользователю преимущества двух сред ком­пьютерного мира. Приложения больших ЭВМ и миникомпьютеров могут выполняться на ПК наряду с обычными обособ­ленными приложениями типа текстовых процессоров и электронных таблиц.

Передача файла является основным приложением практически во всех сетях. В некоторых случаях файлы, передаваемые от ПК одного типа к ПК другого типа, требуют перевода из одного фор­мата данных в другой.

Электронная почта дает возможность пользователю ввести со­общение на ПК или локальной рабочей станции и оправить его к кому-нибудь по сети. Электронная почта является, возможно, одним из наиболее важных сетевых приложений. Она предостав­ляет путь, по которому сеть может улучшить межкорпоративные коммуникации.

Групповые приложения используют сети для электронной ав­томатизации административных функций современного офиса. Большинству крупных офисов присущи бесконечные попытки администраторов скоординировать работу. Групповые приложе­ния позволяют пользователям координировать календарь, встре­чи, телефонные звонки и другие задачи электронным путем. Они могут предлагать чисто сетевые либо обособленные административные функции. Например, групповые приложения могут вклю­чать электронную почту как средство отправления и получения сообщений между сотрудниками. Так же может использоваться календарь для координации расписания работы сотрудников. Групповые приложения стремятся интегрировать эти функции без потерь для каждой из них.

Обособленные приложения

Все приложения, описанные вы­ше, являются чисто сетевыми приложениями, разработанными для функционирования в сетевой среде. В последнее время мно­гие известные обособленные приложения были адаптированы для функционирования в среде клиент-сервер.

Примерами могут служить текстовые процессоры, редакторы электронных таблиц, базы данных, презентационная графика и управление проектами.

Когда обособленные приложения адаптируются для работы в сетевой среде, они разбиваются на две части.

Первая часть приложения включает пользовательский интерфейс и связующую обработку и работает на станции-клиенте. Вторая часть приложения, работающая на сервере, включает опе­рации, требующие значительных процессорных затрат. Поводом к переводу традиционных обособленных приложений в сетевую среду послужили следующие соображения:

• простота использования;

• разделение файлов;

• ограничение ресурсов;

• экономия от масштабирования.

В сетевых версиях приложений используется тот же пользовательский интерфейс, включая команды оператора, что и в предыдущих обособленных версиях. В отличие от чисто сетевых приложений пользователям нет необходимости изучать новые ко­манды для обеспечения нормальной работы.

Пользователи могут получать доступ к важным файлам, та­ким, как большие базы данных, сохраняемым в общем разделяе­мом пространстве. Поскольку только одна копия файла существу­ет на сервере, то исчезает опасность дублирования файлов с раз­личными датами модификации.

Некоторые ПК с ограниченными ресурсами (медленный ЦП, малая память) не могут обрабатывать целиком современные большие приложения. Однако если приложение разбивается на две части, то ПК может обрабатывать одну из этих частей, что известно как архитектура "клиент-сервер". Персональный ком­пьютер ("клиент") в общем случае обрабатывает часть пользова­тельского интерфейса от всего приложения, а более мощный компьютер ("сервер") обрабатывает интенсивную процессорную часть и ввод/вывод (В/В) информации.

Новое серверное приложение не требуется для каждого поль­зователя. Если приложение уже существует на сервере, то новая часть пользовательского интерфейса для клиента - это все, что необходимо. Это обычно более дешево, чем использование всей программы для каждого пользователя.