Мережева топологія й операції

Під топологією мається на увазі спосіб з'єднання комп'ютерів у мережу. Користувачі можуть бути з'єднані один з одним за допомогою найрізноманітніших мережних плат, мережних протоколів і кабелів. Локальна обчислювальна мережа, чи ЛВС (local area network - LAN), звичайно складається з комп'ютерів одного підрозділу чи підприємства, з'єднаних за допомогою кабельного з'єднання деякого типу. Причому, крім звичайного дротового кабелю на основі міді чи оптоволоконного кабелю на основі скляного волокна, для з'єднання комп'ютерів можуть використовуватися засобу віддаленого доступу за допомогою оснащеного модемом звичайного чи стільникового телефону, а також за допомогою виділеної телефонної лінії, малопотужного безпроводного з'єднання на основі радіо - або інфрачервоного випромінювання чи навіть за допомогою супутникового зв'язку. Розташовані в різних місцях локальні сету можуть бути з'єднані один з одним у єдину глобальну обчислювальну мережу, чи ГВС (wide area network- WAN), за допомогою високошвидкісних телефонних з'єднань Т1, ТЗ, ISDN, модемів мережі кабельного телебачення CATV чи апаратного забезпечення і комунікаційних протоколів АТМ. 

Огляд мереж на основі персональних комп'ютерів

Насамперед, комп'ютерну мережу можна охарактеризувати її масштабом, тобто кількістю й однотипністю вхідних у неї комп'ютерів . Нижче описуються три основних типи комп'ютерних мереж - мережа робочої групи, відділу і підприємства. 

Мережа робочої групи

У робочій групі об'єднано, як правило, невелика кількість комп'ютерів (звичайно 25 чи менше), що спільно використовують файли, принтери чи інші обчислювальні ресурси. Найбільше широко розповсюдженою мережною операційною системою масштабу робочої групи є Windows Network фірми Microsoft. Мережа робочої групи звичайно є самоадміністрованою, тобто члени робочої групи можуть самі надавати права доступу (чи повноваження) для спільного використання ресурсів робочої групи. 

Комп'ютери робочої групи звичайно з'єднані в мережу з рівноправними вузлами (peer-to-peer network) з використанням єдиного мережного протоколу. Любою комп'ютер такої мережі може разом з іншими комп'ютерами робочої групи використовувати ресурси мережі, наприклад файли і принтери. На мал.1 показаний приклад мережі з п'яти комп'ютерів, з'єднаних мережними платами і кабелями стандарту Ethernet. Любою комп'ютер такої робочої групи може разом з іншими комп'ютерами групи використовувати факс-модем і принтер. У Європі більш широко, чим у Північній Америці, розповсюджений як кабельне з'єднання Ethernet у всіх мережних схемах коаксіальний кабель 10BASE-2, тонкий Ethernet чи ThinNet. Найпоширенішим носієм у Північній Америці у даний час є пара 10BASE-T. Для приєднання двох комп'ютерів за допомогою 10BASE-T чи його більш "швидкого" варіанта 100BASE-T потрібно концентратор (hub) чи комутатор (switch). Ці пристрої більш докладно описуються нижче. 

    

Мал.1 Мережа масштабу робочої групи, що складається з п'яти комп'ютерів, спільно використовуваного факс-модему і лазерного принтера Мережа відділу

У мережі відділу застосовується виділений комп'ютер-сервер, що надає ресурси для використання клієнтськими робочими станціями, звичайно в масштабах підприємства. Мережними операційними системами такого типу є NetWare фірми Novell, Windows NT Server фірми Microsoft, Warp (колишній LAN) Server for OS/2 фірми IBM і VINES фірми Banyan. У мережах відділу звичайно передбачене використання служби віддаленого доступу (remote access service - RAS), що дозволяє віддаленим співробітникам фірми (наприклад, що знаходиться в чи відрядженні в офісі клієнта) з'єднатися із сервером за допомогою оснащеного модемом комп'ютера. Існують три основних типи серверів. 

        Сервери файлів (чи файли-сервери) дозволяють декільком користувачам спільно застосовувати файли з даними. Звичайно це файли текстових редакторів, електронних таблиць чи настільних баз даних. Додатки, за допомогою яких здійснюється доступ до таких файлів, і мережева операційна система відповідальні за блокування сторінки чи запису для запобігання ситуації, коли два користувачі можуть одночасно модифікувати ту саму запис бази даних. Текстові редактори й електронні таблиці звичайно блокують цілий файл відразу ж після того, як користувач відкриє його для редагування. Файли-сервери також мають у своєму розпорядженні спільно використовувані мережеві периферійні пристрої, наприклад принтерами. Наприклад, мережева операційна система Novell NetWare класифікується як система типу файл-сервер, однак спеціальні модулі, що завантажуються, (NetWare Loadable Modules- NLM) дозволяють серверам NetWare діяти і як сервери додатків. 

        Сервери додатків призначалися для запуску додатка із сервера замість їхнього запуску з локального жорсткого диска. Однак запуск величезних виконуваних файлів і завантаження бібліотек, що динамічно зв'язуються, (DLL) сучасних додатків Windows за допомогою мережі можуть істотно знизити її пропускну здатність. Перевагою сервера додатків є те, що всі користувачі працюють з однієї і тією же версією додатка, а модернізувати додаток і замінити версію можна набагато простіше. Один сервер може виконувати функції как файлу-сервера, так і сервера додатка. Система Windows NT класифікується як сервер додатків, оскільки в ній передбачені такі специфічні можливості для роботи з додатками, як симетрична багатопроцесорність (symmetric multiprocessing - SMP) і здатність запускати додатки типу клієнт/сервер як сервіси, що завантажуються при запуску сервера. Саме здатність запускати основні додатки на зразок Microsoft Exchange Server, System Management Server і SNA Server у виді сервісів стала найбільш важливою відмітною рисою серверів додатка. 

        Сервери баз даних - це сервери додатків, що звичайно використовуються для виконання основних додатків РСУБД з архітектурою клієнт/сервер у якості сервісів. Продуктивність додатків РСУБД чи інших резидентних додатків сервера знижується, якщо комп'ютер-сервер також використовується як чи сервер сервера додатків. Адміністратор баз даних звичайно керує роботою РСУБД із робочої станції. Наприклад, сервер баз даних Microsoft SQL Server 6.5+ працює під керуванням системи Windows NT Server 4.0+, що у даному випадку розглядається як мережева операційна система загального призначення. 

У мережі відділу можуть бути з'єднані комп'ютери самих різних типів (наприклад, PC-сумісні комп'ютери, комп'ютери Мас чи робочі станції UNIX), у кожнім з який можуть використовуватися різні мережеві протоколи (наприклад, такі як NetBEUI, IPX/SPX і TCP/IP). В операційних системах Windows 95/98 і Windows NT підтримується одночасне використання протоколів NetBEUI, IPX/SPX і TCP/IP. Для з'єднання з мейнфреймами в мережах відділу використовуються шлюзи (gateway). Керування мережею відділу звичайно здійснює один чи декілька штатних мережних адміністраторів. У межах мережі відділу можуть співіснувати декілька незалежних самоадміністрованих мереж масштабу робочої групи, хоча багато мережних адміністраторів намагаються уникати непередбачених наслідків рівноправного адміністрування. На мал.2 показаний приклад простої мережі відділу з одним файлом-сервером і/чи сервером додатка. Сервер оснащений модемом з однією чи декількома лініями для забезпечення віддаленого доступу мобільних користувачів і дистанційних користувачів настільних комп'ютерів