Узагальнена структура комп’ютерної мережі

Комп’ютерна мережа – це інформаційно-обчислювальна система, що складається з двох і більше комп’ютерів, об’єднаних між собою системою передачі інформації (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Структура комп’ютерної мережі,

де: АС – абонентська система

Залежно від кількості комп’ютерів та їхнього розташування в мережі система передачі даних може мати різний рівень складності. Найпростіша система передачі інформації складається лише з одного каналу зв’язку. У мережах з великою кількістю комп’ютерів, розміщених на значних відстанях один від одного, система передачі інформації є досить складною телекомунікаційною системою.

За функціональним призначенням комп’ютери, що входять до комп’ютерної мережі, поділяють на головні (host) і абонентські. Головні комп’ютери мають значні обчислювальні потужності та великий об’єм пам’яті і надають свої ресурси абонентам мережі. Доступ абонентів до мережевих ресурсів здійснюється за допомогою абонентських систем (АС). Абонентські системи складаються з комп’ютерів і пристроїв взаємодії з мережею – мережевих контролерів.

Будь-яка комп’ютерна мережа характеризується своєю архітектурою, яка визначається її топологією, протоколами, інтерфейсами, мережевими технічними і програмними засобами.

Топологія – це відображення структури зв’язків між основними елементами комп’ютерної мережі.

Протоколами називаються правила взаємодії функціональних елементів мережі.

Інтерфейси – це засоби взаємодії функціональних елементів мережі. Слід зазначити, що функціональними елементами можуть бути як окремі пристрої, так і програмні модулі. Відповідно до цього існують апаратні й програмні інтерфейси.

Мережевими технічними засобами називаються різноманітні пристрої, які забезпечують об’єднання комп’ютерів в єдину мережу. До цих пристроїв належать мережеві контролери, вузли комутації, тощо.

Мережеві програмні засоби керують роботою комп’ютерної мережі і забезпечують відповідний інтерфейс з користувачами. Такими засобами є мережеві операційні системи і прикладні програми.

Кожна із складових архітектури комп’ютерної мережі описує її окремі властивості, і тільки їх сукупність характеризує всю мережу загалом. Отже, вибір комп’ютерної мережі зводиться до вибору її топології, протоколів, апаратних засобів і мережевого програмного забезпечення. Кожна з цих компонентів є відносно незалежною. Наприклад, у мережах, що мають однакові топології, можуть використовуватися різні методи доступу, протоколи і мережеве програмне забезпечення. І навпаки, у мережах з різною топологією можуть застосовуватись однакові протоколи і мережеве програмне забезпечення. Це розширює можливість вибору найоптимальнішої архітектури комп’ютерної мережі.

Технологія клієнт-сервер

Технологія клієнт-сервер — це особливий спосіб взаємодії комп’ютерів у локальній мережі, коли один із комп’ютерів (сервер) надає свої ресурси іншому комп’ютеру (клієнту). Згідно з цим розрізняють однорангові і серверні мережі.

В однорангових мережах немає виділених серверів, кожен комп’ютер може виконувати функції і клієнта, і сервера. Комп’ютер, який у цей час виконує функції сервера, виділяє частину своїх ресурсів у спільне користування всім іншим комп’ютерам мережі. Зазвичай, однорангові мережі створюються на базі комп’ютерів з однаковими параметрами. Однорангові мережі є досить простими в налагодженні та експлуатації. Тому у разі, коли мережа складається із невеликої кількості комп’ютерів і її основною функцією є обмін інформацією між абонентськими системами, перевагу віддають одноранговій архітектурі.

Проте наявність розподілених даних і можливість зміни своїх серверних ресурсів кожною абонентською системою ускладнює захист інформації від несанкціонованого доступу, що є одним з недоліків однорангових мереж. Розуміючи це, розробники приділяють все більше уваги захисту інформації в однорангових мережах.

Ще одним недоліком однорангових мереж є їхня низька продуктивність. Це пояснюється тим, що мережеві ресурси зосереджені на комп’ютерах, які одночасно виконують функції і клієнтів, і серверів. Збільшенням потужності комп’ютерів дало можливість удосконалити технології і підвищити ефективність однорангових мереж, що сприяло розширенню сфери їх використання.

У мережі з виділеним сервером здійснюється чіткий поділ функцій між комп’ютерами: одні з них постійно є клієнтами, а інші — серверами. Враховуючи різноманітність сервісів, що надають комп’ютерні мережі, існує декілька типів серверів: мережевий, файловий, поштовий, сервер друку тощо.

Мережевий сервер — це спеціалізований комп’ютер, орієнтований на виконання основного обсягу обчислювальних робіт і функцій з керування комп’ютерною мережею. Цей сервер містить ядро мережевої операційної системи, під керуванням якої здійснюється робота всієї локальної мережі. Мережевий сервер має досить високу швидкодію і великий об’єм пам’яті. При такій організації мережі функції абонентської системи зводяться до введення-виведення інформації та обміну нею з мережевим сервером.

Файловим сервером називається комп’ютер, основною функцією якого є збереження масивів даних, великих за обсягом, і організація ефективного доступу до них. Він не обробляє і не вносить змін до файлів, які він зберігає і передає. Сервер взагалі може «не знати», що містить файл: текстовий документ, графічне зображення чи електронну таблицю. Загалом на файловому сервері навіть може не бути клавіатури і монітора. Усі зміни у файлах даних здійснюються з клієнтських абонентських систем. Для цього клієнти зчитують файли даних з файлового сервера, вносять у дані потрібні зміни і повертають файли даних на файловий сервер. Така організація є найефективнішою при роботі великої кількості користувачів зі спільною базою даних. У великих мережах може одночасно використовуватися кілька файлових серверів.

Сервер друку (принт-сервер) — це друкувальний пристрій, який працює незалежно від інших мережевих пристроїв. До середовища передачі інформації сервер друку підключається за допомогою мережевого адаптера. Сервер друку обслуговує заявки на друк від інших серверів і абонентських систем. Спеціальні високопродуктивні принтери використовуються в ролі серверів друку.

При інтенсивному обміні поштовими повідомленнями в рамках комп’ютерної мережі виділяється поштовий сервер, за допомогою якого обробляються повідомлення електронної пошти. Для ефективної взаємодії з мережею Інтернет можуть використовуватися веб-сервери.