Информационные таможенные технологии / 4. Вычислительные сети и топология

Тема 4: Вычислительные сети и топология

1. Понятие «сервер» и «топология». Виды серверов.

Сервер всегда является элементом сети и источником ее ресурсов. Он представляет собой персональную или виртуальную ЭВМ, главной функцией которой является формирование ответов на клиентские запросы. Выделенным сервером назначается ЭВМ обычно с характеристиками, превышающими характеристики рабочих станций. На сервер устанавливается специальное сетевое программное обеспечение. Кроме того, для организации сети элементы этого сетевого программного обеспечения устанавливаются и на рабочей станции.

Под клиентом понимают рабочую станцию или задачу, решаемую в сети. Здесь сервер хранит данные общего пользования, организует к ним доступ и передачу другим клиентам. Клиент в свою очередь обрабатывает поступающую информацию и представляет данные на устройства отображения. Сервер здесь тоже может участвовать в обработке информации.

«Клиент-сервер» представляет собой две части, серверную, к которой относится сервер, осуществляющий управление, разделение информации и администрирование, а также клиентскую часть, включающую все остальные рабочие станции и другое оборудование, входящее в ЛВС.

Топология – усредненная геометрическая схема построения вычислительной сети.

При создании ЛВС часто используются выделенный сервер, в качестве которого назначается ЭВМ с техническими характеристиками, превышающими характеристики других рабочих станций. На выделенный сервер ставится специальное сетевое программное обеспечение, обеспечивающее быструю обработку запросов сетевых клиентов. В зависимости от решаемых задач, размеров сети и объема обмена данными определяется количество серверов в сети.

Серверы обычно устанавливаются в отдельном специально выделенном помещении, доступ в которое имеет администратор и отдельные должностные лица, определенные приказом по организации (подразделению).

ЛВС с выделенным сервером имеют следующие преимущества:

1. Централизованное управление доступом к сети и учетными записями пользователей.

2. Более эффективный доступ к ресурсам сети по сравнению с одноранговыми системами.

3. Обеспечение необходимого уровня защищенности информации.

Недостатки:

1. Отказы сервера приводят к нарушению работоспособности всей сети.

2. Наличие сервера приводит к необходимости введения штатных должностей администраторов и другого обслуживающего персонала.

3. ЛВС с выделенным сервером существенно повышает стоимость сети.

Виды серверов:

1. Файл-сервер. Хранение данных, их архивирование и передача, а также обеспечение синхронизации изменений данных различными пользователями. Имеет большую емкость основной и внешней памяти и управляется специальной операционной системой, которая обеспечивает одновременный доступ пользователей сети к хранящимся в ней данным.

2. Принт-сервер. Эффективное использование системных принтеров. Содержит базу данных и программы управления данными для обеспечения многопользовательских запросов.

3. Почтовый сервер. Управление передачей электронных сообщений между пользователями сети.

4. Факс-сервер. Управление потоком входящих и исходящих факсимильных сообщений через один или несколько факс-модемов. Хранение электронных факсов и обеспечение специальной защиты передаваемых данных от несанкционированного доступа.

5. Коммуникационный сервер. Управляется потоком данных и почтовых сообщений между своей сетью и другими сетями, а также удаленными пользователями через модем и телефонную линию.

6. Сервер приложений. Хранит большой объем информации в структурированном виде и предоставляет доступ к общесистемным ресурсам, направляет только запрашиваемые данные.

Типовыми топологиями для ЛВС являются кольцевая, шинная и звездообразная. Остальные топологии являются смешанными.

В кольцевой топологии выход одной рабочей станции соединяется проводником с входом другой рабочей станции по замкнутому кольцу. Таким образом, образуется непрерывное кольцо, по которому перемещается специальная последовательность битов (импульсов), называемая маркером. Маркер перемещается по кольцу, и каждая рабочая станция, располагающая информацией, которую нужно передать, добавляет к нему кадр данных.

Информация Адрес Маркер

В этой схеме каждая рабочая станция выступает в роли усилителя-формирователя и передает сигналы следующей ЭВМ. При отказе одной из рабочих станций кольца, ЛВС прекращает функционирование. Такая схема построения не предусматривает наличие сервера, кроме того затруднена модернизация этой схемы, т.е. добавление или уменьшение количества рабочих станций. Не обеспечивается необходимый уровень защиты информации.

Преимущества:

1. Дешевизна.

2. Не требует специальной настройки и специального ПО.

3. Простота.

Шинная топология. В этой схеме рабочие станции соединены между собой через отдельно выделенный кабель (шину) на который поступает информация от одной рабочей станции и передается к другой, используя адрес. В конце шины ставят терминатор, который поглощает остатки неиспользованной информации в шине.

Шинная топология является наиболее простой и не требует передачи пакета данных от одной рабочей станции к другой. В этой топологии сообщения передаются по кабелю в виде импульсных цифровых сигналов, которые одновременно поступают на все рабочие станции, но принимается только той, адрес которой находится в кадре. При этом в каждый момент времени только одна рабочая станция может принимать или осуществлять передачу пакета. Это построение, так же как и кольцевое, зависит от количества рабочих станций, входящих в состав сети. При большом количестве рабочих станций производительность сети падает. Особенностью построения схемы является то, что импульсные сигналы, распространяясь по кабелю, достигая его конца переотражаются, что не позволяет обеспечить устойчивую работу сети. Для исключения переотражения сигналов на концах кабелей устанавливаются терминаторы, которые осуществляют гашение этих сигналов.

Преимущества:

1. Отказ одной из рабочих станций сети не приводит к нарушению ее функционирования.

2. Простота структуры ЛВС и относительно низкая стоимость.

3. Возможность установки сервера при такой структуре построения сети.

Недостатки:

1. Необходимость установки терминаторов.

2. Сложность поиска неисправности в сетях.

3. Снижение производительности сети при количестве рабочих станций более 15.

4. Необходимость остановки сети для ее модернизации (добавления/исключения рабочих станций).

Звездообразная топология.

Наличие хаба (концентратора, свитча).

При звездообразной топологии все рабочие станции с помощью кабеля подключаются к центральному узлу, который называется концентратором. При этом сигналы от одной рабочей станции поступают к другой через концентратор с большой скоростью.

Преимущества:

1. Отказ любой из рабочих станций не влияет на работоспособность сети.

2. Настройку и модернизацию сети можно проводить без ее отключения.

3. Любая рабочая станция сети может быть выделена в качестве сервера.

4. Обеспечивается администрирование сети и высокий уровень защиты информации.

5. Топология позволяет включать в состав сети большое количество рабочих станций (больше 15, около 30).

Недостатки:

1. Высокая стоимость сети, поскольку требуется специальное сетевое программное обеспечение и наличие администратора сети.

2. Отказ концентратора приводит к нарушению функционирования всей сети.

3. Повышенный расход кабеля на линии соединения.

Также существует полносвязанная топология, в которой каждая вычислительная машина связана с другой.

Смешанная топология. Когда несколько концентраторов связаны в шину, и каждый концентратор является еще и звездой.

+ тонкий клиент (когда есть одна крутая машина и к ней подсоединены слабенькие).