7.11. Сетевое программное обеспечение
Программа, работающая на одном компьютере, не может получить непосредственный доступ к ресурсам другого компьютера. Она может только запросить об этом программу, работающую на том компьютере, которому принадлежат эти ресурсы. Эти запросы выражаются в виде сообщений, передаваемых по каналам связи между компьютерами. Сообщения могут содержать не только команды на выполнение некоторых действий, но и собственно информационные данные (например, содержимое некоторого файла).
На том компьютере, ресурсы которого должны быть доступны пользователям сети, необходимы некоторые 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, также нужно добавить к операционной системе некоторые специальные программные 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 «клиент-сервер» называется службой и обеспечивает совместный доступ пользователей к определенному типу ресурсов, например файловая служба — к файлам. Обычно сетевая операционная система поддерживает несколько видов сетевых служб для своих пользователей:
Файлові сервери
Сервери друку
Сервери прикладних програм
Сервери баз даних
Сервери повідомлень та інш.
Файлові сервери: надають послуги, що дозволяють користувачам мережі спільно працювати з файлами. Файловий сервіс реалізовується за допомогою мережних прикладних програм з функціями зберігання, вилучення і переміщення даних. Завдяки мережним файловим службам користувачі можуть обмінюватися файлами, читати, записувати їх і керувати загальною інформацією.
Сервери друку. Ще одним чинником, сприяючим створенню мереж, стала необхідність спільної роботи з принтерами. Раніше можна було переносити дані вручну, використовуючи спеціальний перемикаючий пристрій, що дозволяє невеликому числу ПК працювати з одним принтером. Служби друку управляють і контролюють друк в мережі.
Мережний друк скорочує витрати за рахунок спільного доступу до принтерів. Це особливо важливо, якщо застосовуються дорогі моделі пристроїв друку, таких як: високоякісні кольорові принтери, високошвидкісні пристрої друку, крупно форматні принтери і "плоттери".
Сервери прикладних програм. Прикладні служби дозволяють клієнтському ПК отримувати додаткові обчислювальні потужності і використати прикладне забезпечення, яке дорого коштує і знаходиться на загальнодоступному комп'ютері. У мережу можна включити спеціалізовані сервери, що надають ресурси для конкретних прикладних програм. Хоч на початковому етапі мережних обчислень служби прикладних програм зустрічалися в мережах досить рідко, останнім часом вони стали більш популярні (особливо з огляду на дорожнечу ПЗ). Прикладом може бути зберігання ліцензій ПЗ на сервері і використання його на клієнтах по мірі необхідності. Також популярним є обробка на сервері обчислень, які вимагають величезних обчислювальних потужностей, і які неможливо провести на клієнтській машині.
Сервери баз даних. Якщо організації необхідна могутня база даних (БД), проблему вирішить сервер БД. Сервери прикладних програм можуть бути виділеними комп'ютерами, призначеними
спеціально для надання в мережі ресурсів для прикладних програм, або виконувати декілька функцій, наприклад, об'єднувати в собі службу друку, роботу з файлами, комунікації і БД.
Сервери повідомлень. Сервери повідомлень надають ресурси обміну повідомленнями, використовуючи різні методи комунікацій, які виходять далеко за рамки файлових служб. Файлові служби дозволяють передавати дані від одного користувача до іншого тільки у вигляді файлів. Служби повідомлень допускають обмін даними у вигляді графіки, цифрового відео/аудіо, тексту або двійкових даних. Оскільки в повідомленнях все частіше використовуються гіпертекстові посилання (електронного зв'язку з іншим текстом, зображеннями, звуком і т.д.) служби повідомлень стають надзвичайно гнучким і популярним засобом пересилки даних в мережі. Служби повідомлень повинні координувати складну взаємодію між користувачами, документами і додатками.
Среди сетевых служб можно выделить административные, то есть такие, которые в основном ориентированы не на простого пользователя, а на администратора и служат для организации правильной работы сети в целом. Служба администрирования учетных записей о пользователях, которая позволяет администратору вести общую базу данных о пользователях сети, система мониторинга сети, позволяющая захватывать и анализировать сетевой трафик, служба безопасности, в функции которой может входить среди прочего выполнение процедуры логического входа с последующей проверкой пароля — все это примеры административных служб.Реализация сетевых служб осуществляется программными средствами.
Если компьютер предоставляет свои ресурсы другим компьютерам сети, то он называется сервером, а если он их потребляет — клиентом. Один и тот же компьютер может одновременно играть роли и сервера, и клиента и может содержать несеколько программ-клиентов и программ-серверов.
Сетевые службы представляют собой распределенные программы. Распределенная программа — это программа, которая состоит из нескольких взаимодействующих частей (в приведенном на Рис.7.7 примере — из двух), причем каждая часть, как правило, выполняется на отдельном компьютере сети.
Рис.7.7
Взаимодействие частей распределенного
приложения
Сетевые модули ОС могут быть реализованы двояко. Первый вариант — в виде сетевой оболочки — редиректора (redirect — переадресовывать) — надстройки над локальной ОС, которая разделяет запросы к локальной ОС и удаленным ресурсам и отправляет их по необходимым адресам.
Во втором варианте сетевые функции встраиваются в основные модули ОС. Этот вариант является более эффективным и по нему построены все серверные варианты современных ОС и ряд клиентских.
13.7 Локальні мережі (ЛМ) представляють собою систему розподіленої обробки даних, що охоплює відносно невелику територію всередині організацій, фірм, банків, Вузів тощо.
Основними компонентами ЛМ є робочі станції, сервери та засоби зв’язку. Робочі станції – це персональні комп’ютери, які використовуються для надання користувачеві доступу до мережених ресурсів. Однією з основних функцій робочої станції є організація взаємодії з серверами та іншими робочими станціями. При цьому може бути два способи організації обчислювальних процесів в мережі:
Основне навантаження припадає на робочі станції, які в цьому випадку мають достатні обчислювальні потужності.
Основне навантаження припадає на сервери, тоді робоча станція виконує мінімальний обсяг робіт в основному пов'язаний з забезпеченням зв’язку з сервером. Така взаємодія називається технологією за типом “клієнт-сервер”.
Апаратною частиною сервера може бути досить потужний персональний комп’ютер, міні-ЕОМ, велика ЕОМ або спеціалізована ЕОМ. В локальній мережі може бути декілька різних серверів: файловий сервер (обов’язково), сервер баз даних, сервер друку, Web-сервер, поштовий сервер та інші.
Схема обміну даними між робочою станцією і сервером наведена на Рис. 13.5.
Лінія
зв’язку
Рис. 13.5
Добре написана клієнтська програма повинна бути такою, щоб робоча програма користувача працювала з віддаленими ресурсами так нібито це локальні ресурси робочої станції.
Засоби зв’язку в локальних мережах можуть бути самими різними: скрученою парою, кабелем, волоко-оптичним кабелем, радіоканалом. Для створення мережевої топології використовується різне обладнання: прийомо-передаючі пристрої (трансівери), повторювачі (репітери), концентратори (хаби), мости, маршрутизатори і комутатори, модеми. Реальна площа, яку можуть покривати локальні мережі в крупних корпораціях, може сягати до 10км в діаметрі.