Содержательный Модуль 2. Компьютерные сети
2.1. Сетевые технологии. Организация компьютерной безопасности, защита информации
2.1.1. Понятие и классификация компьютерных сетей
Компьютерная сеть –совокупность взаимосвязанных через каналы передачи данных компьютеров, обеспечивающих пользователей средствами обмена информацией и коллективного использования ресурсов сети: аппаратных, программных и информационных.
Объединение компьютеров в сеть позволяет совместно использовать дорогостоящее оборудование – диски большой емкости, принтеры, основную память, иметь общие программные средства и данные. Основным назначением сети является обеспечение простого, удобного и надежного доступа пользователя к распределенным общесетевым ресурсам и организация их коллективного использования при надежной защите от несанкционированного доступа, а также обеспечение удобных и надежных средств передачи данных между пользователями сети.
Однако, в то же время можно отметить и ряд проблем, возникающих при объединении компьютеров в сеть:
сложности, связанные с программным обеспечением - операционными системами и приложениями. Программирование для распределенных систем принципиально отличается от программирования для централизованных систем. Так, сетевая операционная система, выполняя в общем случае все функции по управлению локальными ресурсами компьютера, сверх того решает многочисленные задачи по предоставлению сетевых служб.
много проблем связано с транспортировкой сообщений по каналам связи между компьютерами. Основные задачи здесь - обеспечение надежности (чтобы передаваемые данные не терялись и не искажались) и производительности (чтобы обмен данными происходил с приемлемыми задержками).
вопросы, связанные с обеспечением безопасности, которые гораздо сложнее решаются в вычислительной сети, чем в централизованной системе. В некоторых случаях, когда безопасность особенно важна, от использования сети лучше вообще отказаться.
Компьютерные сети классифицируются по следующим признакам: степень географического распространения, масштаб подразделения, скорость передачи информации, тип среды передачи, способ управления, топология (рис. 2.1).
Наиболее частым классификационным признаком является степень географического распространения и его основные подвиды локальные и глобальные сети.
Локальные сети(LAN – Local Area Network; ЛВС – локальные вычислительные сети) связывают пользователей одного или нескольких близлежащих помещений или зданий одного предприятия, учреждения. Локальные сети получили очень широкое распространение, поскольку обычно около 80-90% информации циркулирует вблизи источников ее создания, и лишь 10-20% перерабатываемой информации связано с отдаленными взаимодействиями.
Локальные сети могут иметь любую структуру, но чаще всего компьютеры в локальной сети связаны единым высокоскоростным каналом передачи данных. В качестве канала может использоваться, в частности, оптический кабель. Расстояния между ПК в локальной сети небольшие – до 10 км, а при использовании радиоканалов связи – до 20 км. Обычно в локальных сетях каналы являются собственностью организаций, что упрощает их эксплуатацию.
Рис. 2.1. Классификация компьютерных сетей
Глобальные сети(WAN – Wide Area Network) объединяют пользователей, расположенных по всему миру, и часто используют выделенные или спутниковые каналы связи, позволяющие соединять узлы сетей связи и ПК, находящиеся практически на любом расстоянии друг от друга. Ярчайшим примером глобальных сетей являетсяInternet, но существуют и другие сети (например,Fidonet).
Сети отделовиспользуются небольшой группой сотрудников в основном с целью разделения периферийных устройств, приложений и данных; имеют один-два файловых сервера и не более тридцати пользователей; обычно не разделяются на подсети; создаются на основе какой-либо одной сетевой технологии; могут работать на базе одноранговых сетевых операционных систем.
В локальных сетях небольших организаций широкое распространение получили одноранговыеилипиринговые(peer-to-peer,P2P– равный с равным) сети. Такие сети просто объединяют возможности всех ПК, которые при этом абсолютно равноценны, то есть имеют одинаковый ранг. В зависимости от направленности потока информации в одноранговой компьютерной сети любой компьютер может быть илисервером(предоставляющим ресурсы) иликлиентом(потребляющим ресурсы).
В иерархическойсети при установке сети заранее выделяются один или несколько компьютеров, управляющих обменом данных по сети и распределением ресурсов. Такой компьютер называютсервером. Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера называютклиентомсети илирабочей станцией.Серверв иерархических сетях – это постоянное хранилище разделяемых ресурсов. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня иерархии. Поэтому иерархические сети иногда называются сетями с выделенным сервером.
Различают две технологии использования сервера: технологию файл-сервераи архитектуруклиент-сервер.
В первой модели используется файловый сервер, на котором хранится большинство программ и данных. По требованию пользователя ему пересылаются необходимая программа и данные. Обработка информации выполняется на рабочей станции.
В системах с архитектурой клиент-серверобмен данными осуществляется междуприложением-клиентом (front-end) иприложением-сервером(back-end). Хранение данных и их обработка производится на мощном сервере, который выполняет также контроль за доступом к ресурсам и данным. Рабочая станция получает только результаты запроса. Разработчики приложений по обработке информации обычно используют эту технологию.