Тема 2. Локальные сети

Локальные сети (ЛС) представляют собой разновидность сетей, объединяющих группу ПК или связывающих их с более мощным компьютером, выполняющим роль сетевого сервера. Каждый ПК в локаль­ной сети называется рабочей станцией, или сетевым узлом.

Типы информационных сетей:

• иерархические сети;

^{• сети клиент/сервер}

В иерархических сетях все задачи, связанные с хранением, обра­боткой данных, их представлением пользователям, выполняет центральный компьютер. Пользователь взаимодействует с центральным компьютером с помощью терминала. Операциями ввода/вывода информации на экран управляет центральный компьютер.

Достоинства иерархических систем:

• отработанная технология обеспечения отказоустойчивости ПК, сохранности данных;

• надежная система защиты информации и обеспечения секретности.

Недостатки:

• _{высокая стоимость аппаратного и программного обеспечения,}

• высокие эксплуатационные расходы;

• быстродействие и надежность сети зависят от центрального компьютера.

Примеры иерархических систем: SNA (System Network Architec­ture) предложенная IBM Corporation; DNA, разработанная DEC.

В системах клиент/сервер нагрузка по обработке данных распре­делена между клиентом и сервером, поэтому требования к произво­дительности компьютеров, используемых в качестве клиента и -сер­вера, значительно ниже, чем в иерархических системах.

Рис. 1. Компоненты сети клиент/ сервер

По организации взаимодействия, в свою очередь, пришито выде­лять два типа систем, использующих модель «клиент — сервер»:

• равноправная (одноранговая) сеть;

• сеть с выделенным сервером (с централизованным управле­нием).

Равноправная сеть (одноранговая) — это сеть, в которой нет общего центра управления взаимодействием рабочих станций и единого устройства хранения данных. Операционная система такой сети распределена по всем рабочим станциям, поэтому каждая рабочая станция одно­временно может выполнять функции, как сервера, так и клиента. Пользователю в такой сети доступны все устройства (принтеры, же­сткие диски и т. п.), подключенные к другим рабочим станциям.

Рис. 2. Логическая архитектура типичной одноранговой сети

Достоинства: низкая стоимость (используются все компьютеры, подключенные к сети, и умеренные цены на программное обеспече­ние для работы сети); высокая надежность (при выходе из строя од­ной рабочей станции доступ прекращается лишь к некоторой части информации).

Недостатки: работа сети эффективна только при количестве од­новременно работающих станций не более 10; трудности организа­ции эффективного управления взаимодействием рабочих станций и обеспечения секретности информации; трудности обновления и из­менения ПО рабочих станций.

Сеть с выделенным сервером — здесь один из компьютеров вы­полняет функции хранения данных общего пользования, организа­ции взаимодействия между рабочими станциями, выполнения сер­висных услуг — сервер сети. На таком компьютере выполняется опе­рационная система, и все разделяемые устройства (жесткие диски, принтеры, модемы и т. п.) подключаются к нему, он обеспечивает хранение данных, печать заданий, удаленную обработку заданий. Рабочие станции взаимодействуют через сервер, поэтому логиче­скую организацию такой сети обычно можно представить тополо­гией «звезда», где центральное устройство — сервер.

Достоинства: высокая скорость обработки данных (определяет­ся быстродействием центрального компьютера, кроме того, на сер­вер устанавливается специальная сетевая операционная система, рассчитанная на обработку и выполнение запросов, поступающих одновременно от нескольких пользователей); обладает надежной системой зашиты информации и обеспечения секретности; проще в управлении по сравнению с равноправными.

Недостатки такая сеть дороже из-за отдельного компьютера под сервер; обладает меньшей гибкостью по сравнению с равно­правной.

Сети с выделенным сервером являются более распространенны­ми. Примеры сетевых операционных систем такого типа: LAN Ser­ver, IBM Corp., VINES, Banyan System Inc., NetWare, Novell Inc.

Сетевой сервер представляет собой специализированный компь­ютер, ориентированный на выполнение основного объема вычислительных работ и функций по управлению компьютерной сетью. Этот сервер содержит ядро сетевой операционной системы, под управлением которой осуществляется работа всей локальной сети. Сетевой сервер обладает достаточно высоким быстродействием и большим объемом памяти. При подобной сетевой организации фун­кции рабочих станций сводятся к вводу - выводу информации и об­мену ею с сетевым сервером.

ЛВС, как система распределенных ресурсов, долж­на основываться на следующих принципах:

• единая передающая среда;

• единый метод управления;

• единый Протокол;

• гибкая модульная организация;

• информационная и программная совместимость.

Таблица 1. Сравнение одноранговой сети и сети клиент/сервер

Элемент	Сеть клиент/сервер	Одноранговая сеть
Контроль доступа	Реализуется с помощью списка разрешений пользователей/групп; один пароль обеспечивает доступ пользователя только к тем ресурсам, которые определены в списке доступа; пользователь может иметь несколько уровней доступа	Реализуется с помощью списка паролей каждого ресурса; для доступа к каждому ресурсу необходим отдельный пароль; доступ по типу "все или ничего"; нет централизованного списка пользователей
Безопасность	Высокая, поскольку доступ осуществляется на уровне пользователя или группы	Низкая, поскольку, узнав пароль, любой сможет получить доступ к совместно используемым ресурсам
Производительность	Высокая, поскольку в сервере используется самое современное и высокопроизводительное аппаратное обеспечение	Низкая, поскольку сервер часто выступает в роли рабочей станции
Стоимость оборудования	Высокая из-за специального аппаратного обеспечения, устанавливаемого на сервер	Низкая, поскольку рабочая станция может становиться сервером, предоставляя в совместное использование собственные ресурсы
Стоимость программного обеспечения	Часто лицензия на рабочую станцию является частью лицензии сетевой операционной системы (Windows NT и Windows 2000 Server, Novell NetWare)	Бесплатное, все клиентское программное обеспечение включается в поставку операционных систем Windows
Резервное копирование	Централизованное, поскольку данные хранятся на сервере; можно использовать самые современные устройства для резервного копирования данных	Решает пользователь; обычно для каждой рабочей станции используется собственное устройство для резервного копирования данных
Избыточность	Двойное электропитание; возможность "горячего" подключения устройств; обычно сервер автоматически подключает резервные устройства по мере необходимости	Не обладает такими возможностями; сбои в системе необходимо устранять вручную; высока вероятность потери важных данных

Любая компьютерная сеть характеризуется топологией, прото­колами, интерфейсами, сетевыми техническими, и программными средствами.

Топология компьютерной сети отражает структуру связей между ее функциональными элементами.

Сетевые технические средства — устройства, обеспечивающие объединение компьютеров в единую компьютерную сеть.

Сетевые программные средства — осуществляют управление ра­ботой компьютерной сети и обеспечивают соответствующий интер­фейс с пользователями.

Протоколы — представляют собой правила взаимодействия фун­кциональных элементов сети.

Интерфейсы – средства сопряжения функциональных элементов сети. В качестве функциональных элементов могут выступать как отдельные устройства, так и программные модули. Соответственно различают аппаратные и программные модули. Соответственно различают аппаратные и программные интерфейсы.