2.5. Сетевое программное обеспечение
В сетевое программное обеспечение входят драйверы сетевого оборудования (сетевых адаптеров, концентраторов и др.) и сетевые операционные системы. Сетевая операционная система – это пакет программ, который обеспечивает реализацию компьютерной сети, управление сетью и позволяет абонентам, или клиентам, сети использовать сетевые ресурсы и услуги. Сетевая операционная система обеспечивает выполнение следующих основных функций:
совместное использование файлов, расположенных в узлах сети;
совместное использование разделяемых периферийных устройств (принтеров, модемов и др.), подключенных к узлам сети;
обмен сообщениями между узлами сети;
взаимодействие программных процессов;
обслуживание сетевых запросов от пользователей и приложений;
обеспечение надежности хранения данных и функционирования сети.
От параметров сетевого программного обеспечения зависят очень многие характеристики сети: допустимый размер сети, удобство использования и контроля сетевых ресурсов, способы доступа к ресурсам, производительность сети и т.д. При этом заменить одну программную систему на другую бывает значительно проще и дешевле, чем сменить оборудование.
С точки зрения распределения функций между компьютерами сети все сети можно разделить на две группы:
одноранговые сети, состоящие из равноправных (с точки зрения доступа к сети) компьютеров;
сети на основе серверов, в которых существуют выделенные серверы, занимающиеся исключительно сетевыми функциями. Выделенный сервер может быть единственным или их может быть несколько.
Соответственно этому делению существуют и типы программных средств, реализующих эти виды сетей.
Одноранговые сетии соответствующие программные средства, как правило, используются при необходимости объединения небольшого количества компьютеров (до 10 – 20). Каждый компьютер такой сети может одновременно являться и сервером, и клиентом сети, хотя возможно назначение какого-то компьютера только сервером, а какого-то – только клиентом. Принципиальна именно возможность совмещения функций клиента и сервера. В одноранговой сети любой сервер может бытьневыделенным, то есть он может не только обслуживать сеть, но и работать как автономный компьютер.
Достоинством одноранговых сетей является их высокая гибкость, так как сеть может использоваться очень активно, а может и не использоваться совсем в зависимости от конкретной задачи. В одноранговых сетях допускается разграничение прав пользователей по доступу к сетевым ресурсам, но система разграничения прав обычно развита неглубоко. Недостатком одноранговых сетей является слабая система контроля работы за сетью и протоколирования работы сети. Выход из строя любого компьютера-сервера приводит к потере части общей информации, поэтому все компьютеры одноранговой сети должны, по возможности, обладать высокой надежностью. Эффективная скорость передачи информации в одноранговой сети часто оказывается недостаточной.
Примерами распространенных одноранговых сетевых программных средств являются:
NetWare Lite и Personal NetWare фирмы Novell;
LANtastic фирмы Artisoft;
Microsoft Workgroup Add-On for MS-DOS;
Microsoft Windows for Workgroups, или Windows 3.11;
Microsoft Windows NT Workstation;
Microsoft Windows 95/98/Me.
Одноранговые сетевые программные средства могут быть сетевыми оболочками, работающими под управлением операционной системы типа MS-DOS (например, NetWare Lite, LANtastic, Microsoft Workgroup Add-On for MS-DOS), а могут быть встроены в операционную систему (например, Windows 3.11/95/98/Me/NT/2000/XP, а Personal NetWare входит в состав Novell DOS 7).
Сеть на основе сервера применяется в тех случаях, когда в сеть должно быть объединено большое число пользователей (более 20), так как в этом случае быстродействия одноранговой сети уже может не хватить для обслуживания всех запросов пользователей. Поэтому в сети выделяется специализированный компьютер – сервер, который обслуживает только сеть и не решает никаких других прикладных задач. Такой сервер называетсявыделенным. Серверы специально специализируются и оптимизируются для быстрой обработки сетевых запросов на разделяемые ресурсы и управления защитой файлов и каталогов. При больших размерах сети мощности одного сервера может оказаться недостаточно, и тогда в сеть включают несколько серверов. Серверы могут выполнять и некоторые другие задачи: сетевую печать документов, выход в глобальную сеть, связь с другой локальной сетью, обслуживание электронной почты и др. Количество пользователей сети на основе сервера может достигать нескольких тысяч. Очевидно, что одноранговой сетью такого же размера управлять было бы невозможно.
В сети на основе сервера существует четкое разделение компьютеров на клиентов (или рабочие станции) и серверы. Клиенты не могут работать как серверы, а серверы – как клиенты и как автономные компьютеры. При этом все сетевые дисковые ресурсы могут располагаться только на сервере, а клиенты могут обращаться только к серверу, но не друг к другу. Это не означает, что клиенты не могут общаться между собой, просто пересылка информации от одного клиента к другому возможна только через сервер. В данном случае в сети реализуется некоторая "логическая звезда" с сервером в центре, хотя физическая топология сети может быть любой.
Достоинством сети на основе сервера является ее надежность, но только при условии надежной работы сервера, так как отказ сервера приводит к полному бездействию сети. Другое достоинство сети на основе сервера – высокая скорость передачи информации, если сервер является высокопроизводительным компьютером. Как правило, сервер оснащается мощным процессором или несколькими процессорами, оперативной и внешней памятью большого объема, высокоскоростными дисковыми накопителями. Так как все ресурсы сети сосредоточены в одном месте, то возможно применение гораздо более эффективных средств управления доступом к ресурсам, защиты информации, протоколирования обмена, чем в одноранговых сетях.
Недостатками сетей на основе сервера являются: сложность организации сети, высокая стоимость сети вследствие необходимости использования мощного компьютера в качестве сервера и специального программного обеспечения, зависимость всех компьютеров-клиентов от сервера. Однако первоначальные затраты на организацию сети на основе сервера, как правило, окупаются в процессе ее эксплуатации благодаря реализации преимуществ такой сети.
Наиболее распространенными сетевыми программными средствами на основе сервера являются следующие сетевые операционные системы:
NetWare фирмы Novell;
LAN Server фирмы IBM;
Microsoft LAN Manager;
Microsoft Windows NT Server и Windows 2000 Server;
UNIX-системы (SCO UNIX, Solaris, LINUX, FreeBSD и др.).
На сервере устанавливается специальная сетевая операционная система, которая предназначена для осуществления специфических операций по организации сетевого обмена. На рабочих станциях (клиентах) может устанавливаться как сетевая оболочка для операционной системы типа MS-DOS(как случаеNetWare), так и операционная система (как в случаеWindowsNT).
ОБОРУДОВАНИЕ
Для создания простейшей локальной сети без концентратора: два лабораторных IBM PC/AT-совместимых ПК, два сетевых адаптеры типаEthernetилиFast Ehernetдля витой пары, один сетевой соединительный кабель перекрестного типа, операционная системаWindows 95/98/Me, драйверы для сетевых адаптеров, монтажный инструмент (набор отверток).
Для создания локальной одноранговой сети из двух и более компьютеров с использованием концентратора: два или более лабораторных IBM PC/AT-совместимых ПК, сетевые адаптеры типаEthernetилиFast Ethernetдля витой пары (по числу компьютеров), сетевые соединительные кабели прямого типа (по числу пар компьютеров), концентратор (хаб) типаEthernetилиFast Ethernetс числом портов не менее четырех, операционная системаWindows 95/98/Me, драйверы для сетевых адаптеров, монтажный инструмент (набор отверток).
Каждый ПК должен быть оснащен накопителем на гибком магнитном диске, приводом CD-ROM, иметь свободный разъем расширения типаISAилиPCIдля установки сетевого адаптера либо иметь интегрированный в системную плату сетевой адаптер типаEthernetилиFast Ethernet.