21.Компьютерные сети

Компьютерные сети Ранние компьютерные сети состояли из машин, соединяемых для передачи файлов. Программное обеспечение, необходимое для управления такими коммуникациями между машинами, добавлялось к операционной системе в форме обслуживающего программного обеспечения. Сегодня взаимодействие между компьютерами с помощью сетей широко распространено. Многие современные системы программного обеспечения, такие, как всемирные информационно-поисковые системы, системы бухгалтерского учета компаний и даже некоторые компьютерные игры, являются распределенными системами (distributed system), т.е. они состоят из элементов, функционирующих на разных компьютерах сети. Поэтому программное обеспечение, необходимое для поддержки таких систем, трансформировалось из простых пакетов обслуживающих программ в систему сетевого программного обеспечения, обеспечивающую сложную инфраструктуру сети. В каком-то смысле сетевое программное обеспечение развивается в операционную систему сети. В оставшейся части этой главы мы рассмотрим некоторые вопросы, связанные с этой областью системного программного обеспечения. Классификация сетей. Каждая компьютерная сеть принадлежит к одной из следующих обширных категорий: локальные вычислительные сети– ЛВС (local area networks – LAN) и глобальные вычислительные сети– ГВС (wide area networks – WAN). Локальная сеть, как правило, состоит из нескольких компьютеров, находящихся в одном здании или комплексе зданий. Например, компьютеры, используемые в университетском городке или на одном заводе, могут быть соединены единой локальной сетью. Глобальная сеть соединяет машины, которые могут находиться в противоположных концах города или света. Основное различие между локальными и глобальными сетями заключается в технологиях, используемых для установления путей соединения. Например, использование спутниковых линий связи характерно для глобальных сетей, но не для локальных. В связи с этим сегодня программное обеспечение обычно заключается в небольшой изолированной части всего пакета сетевого программного обеспечения, а это означает, что с точки зрения перспектив развития программного обеспечения различие между локальными и глобальными сетями становится все менее и менее важным. По типу физической среды передачи данных различают беспроводные (спутниковые, радиорелейные, оптические) и кабельные сети, в которых может использоваться телефонный, оптоволоконный или коаксиальный 69 кабель, а также кабель с витой парой(скрученные между собой для уменьшения влияний внешних помех несколько пар проводов). По скорости передачи данных сети делятся на низкоскоростные (до 10 Мбит/с), среднескоростные (до 100 Мбит/с) и высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с). С увеличением скорости передачи данных возрастает стоимость линий связи, такая же связь наблюдается между дальностью передачи информации и стоимостью сетей. При классификации по принадлежности сети делят на ведомственные (которые принадлежат одной организации и располагаются на ее территории), государственные или национальные (используемые в государственных структурах), а также международные. Другой принцип классификации сетей базируется на том, является ли право собственности на проект внутреннего устройства сети общественным достоянием или же принадлежит отдельной корпорации. Сеть первого типа называется открытой сетью, а второго типа– закрытой, или частной сетью. Сеть Internet является открытой системой. Связь через Internet регулируется открытой системой стандартов, известной как семейство протоколов TCP/IP, которое мы рассмотрим в следующем разделе. В противоположность этому, компания Novell Inc. является главным поставщиком сетевого программного обеспечения, которое было разработано ею и является ее частной собственностью. Таким образом, сетевые системы, устанавливаемые и поддерживаемые с помощью программного обеспечения компании Novell, являются закрытыми. Еще один способ классификации основывается на топологии сетей, т.е. на геометрической схеме соединения входящих в них машин. На рис. 15.1 представлены четыре распространенные конфигурации: а) "кольцо", в этом случае машины соединены по замкнутому кругу; б) "шина", здесь все машины соединены общей линией связи, называемой шиной; в) "звезда", в этой конфигурации одна машина служит концентратором (hub), к которому подключаются все остальные машины; г) неупорядоченная, когда машины соединяются случайным образом. Неупорядоченная конфигурация характерна для глобальных сетей, тогда как при создании локальных обычно используется конфигурация"кольцо" или"шина", поскольку в этом случае работа по созданию сети чаще всего ведется под единым руководством. 70 а) б) в) Рис. 15.1. Топология сети. а) кольцо, б) шина, в) звезда Сети классифицируют по протяженности линий связи, топологии и способу управления. 1) по протяженности:  локальные(до нескольких километров). Это сети в пределах офиса, учебного класса, универсального магазина, конструкторского бюро, небольшого предприятия или его отдела. В локальные сети может быть объединено до нескольких десятков машин;  региональные. Это сети, охватывающие город, область, район, страну. Как правило, это ведомственные сети, например, военные или полицейские; 71  глобальные. Это сети, охватывающие несколько стран, континентов или весь мир; 2) по топологии:  шина,  кольцо,  дерево,  звезда,  полносвязная,  смешанная; 3) по способу управления:  централизованные, в которых для управления и доступа пользователей к ресурсам выделяют специальные компьютеры — серверы. Сервер — это обыкновенный, но достаточно мощный компьютер, на котором устанавливается специальное программное обеспечение. Остальные машины в таких сетях называют рабочими станциями;  децентрализованные, в которых все компьютеры участвуют в сети на равных правах. Иными словами, в такой сети все машины одного ранга и работают под управлением одинаковых(или по крайней мере совместимых) программ, обеспечивающих в том числе и передачу данных по сети. Такие сети еще называют одноранговыми.