Вводная часть
На лекции № 1, мы изучили назначение и структуру дисциплины «Сети ЭВМ и телекоммуникации», эволюцию компьютерных технологий, предпосылки создания сетей ЭВМ, краткий обзор их современного состояния и перспектив развития, а также дали основные понятия и признаки классификации сетей.
Для проверки качества усвоения учебного материала проведем контрольный опрос.
Контрольные вопросы:
1. Дайте характеристику 1-го и 2-го этапов эволюции компьютерных технологий.
2. Дайте определение локальной сети.
3. Поясните понятия коммуникационной, информационной и вычислительной сети.
4. На какой платформе происходит сближение локальных и глобальных сетей?
5. Чем вызвана современная тенденция сближения различных типов сетей?
6. Приведите основные признаки классификации сетей.
Сегодня мы продолжаем изучение темы №1: «Архитектура сетей ЭВМ». На изучение данной темы отводится 8 часов лекционных занятий, в течение которых будут рассмотрены:
на лекциях № 2 и 3- принципы организации и функционирования сетей;
на лекциях № 4- основные программные и аппаратные компоненты, классификация, физическая и логическая структура и характеристики сетей ЭВМ;
на лекциях № 5- семиуровневая эталонная модель взаимосвязи открытых систем.
На лекции мы рассмотрим понятие одноранговых вычислительных сетей и сущность принципа «клиент-сервер», порядок организации взаимодействия между компьютером и ПУ, использующих связь «точка-точка», общие механизмы взаимодействия компьютеров в сети, различные топологические структуры сетей, их достоинства, недостатки и область применения, особенности адресации в сетях ЭВМ.
Основная часть
1. Одноранговые вычислительные сети. Организация взаимодействия по принципу «клиент-сервер»
Одноранговые вычислительные сети характеризуются свойством однородности, то есть все компьютеры в такой сети имеют одинаковые права (один и тот же ранг) в отношении доступа к ресурсам каждого компьютера сети. Такая однородность структуры делает простой процедуру наращивания числа компьютеров, облегчает обслуживание и эксплуатацию сети. Связь между компьютерами осуществляется с помощью специальных периферийных устройств — сетевых адаптеров, соединенных каналами связи. Каждый компьютер работает под управлением собственной операционной системы, а какая-либо «общая» операционная система, распределяющая работу между компьютерами сети, отсутствует. Взаимодействие между компьютерами сети происходит путем передачи сообщений через сетевые адаптеры и каналы связи. С помощью этих сообщений один компьютер обычно запрашивает доступ к локальным ресурсам другого компьютера. Таким ресурсом может являться, например, вычислительная мощность компьютера в целом, именно этот ресурс использует удаленный пользователь, когда запускает свою программу на «чужом» компьютере. В качестве совместно используемых ресурсов часто выступают данные, хранящиеся на диске, а также разнообразные периферийные устройства — принтеры, модемы, факс-аппараты и т. д.
Собственно сетевые адаптеры и каналы связи решают в сети достаточно простую задачу — они передают сообщения с запросами и ответами от одного компьютера к другому, а основную работу по организации совместного использования ресурсов выполняют клиентские и серверные части операционных систем компьютеров сети.
На тех компьютерах, ресурсы которых должны быть доступны всем пользователям сети, необходимо добавить к операционной системе специальные программные модули, которые постоянно будут находиться в режиме ожидания запросов, поступающих по сети от других компьютеров. Обычно такие модули называются программными серверами, так как их главная задача — обслуживать запросы на доступ к ресурсам своего компьютера. На компьютерах, пользователи которых хотят получать доступ к ресурсам других компьютеров, добавляются модули, которые должны вырабатывать запросы на доступ к удаленным ресурсам и передавать их по сети на нужный компьютер. Такие модули обычно называют программными клиентами.
Пара модулей «клиент — сервер» обеспечивает совместный доступ пользователей к определенному типу ресурсов, например к файлам. В этом случае говорят, что пользователь имеет дело с файловой службой. Обычно сетевая операционная система поддерживает несколько видов сетевых служб для своих пользователей — файловую службу, службу печати, службу электронной почты, службу удаленного доступа и т. п.
Сетевые службы всегда представляют собой распределенные программы. Распределенная программа — это программа, которая состоит из нескольких взаимодействующих частей, причем каждая часть, как правило, выполняется на отдельном компьютере сети (см. рис.1). В приведенном на рис.1 примере распределенная программа состоит из двух частей.
Рис. 1. Пример распределенной программы
Термины «клиент» и «сервер» используются не только для обозначения программных модулей, но и компьютеров, подключенных к сети. Если компьютер предоставляет свои ресурсы другим компьютерам сети, то он называется сервером, а если он их потребляет — клиентом. В одноранговых вычислительных сетях один и тот же компьютер одновременно играет роль и сервера, и клиента.