Целевое назначение

Учитывая этот признак, сети подразделяются на 2 группы:

• сети общего пользования;

• сети специального назначения.

Сети общего пользования предназначены для разнообразных сфер применения независимо от конкретного содержания данных, которые эти сети получают, передают, хранят и перерабатывают, а также независимо от содержания решаемых задач.

Применяемые средства, структура и функционируемые возможности таких сетей оказываются одинаковыми для многих случаев применения и обеспечивают широкий диапазон услуг. Как правило, сети общего пользования являются большими сетями и используют в качестве базовых коммуникационных подсетей национальные или государственные сети передачи данных. Для доступа и подключения к ним может применяться различные системы и средства, начиная от отдельных терминалов и кончая автономными подсетями вычислительных центров локального и регионального масштабов.

Сети специального назначения – предназначены для определенной области (для автоматизируемых систем управления (АСУ); для систем автономного проектирования (САПР); для автоматизации процессов обучения (АПО) и т.д.).

Топология

Топология сети – это логическая схема соединения каналами связи компьютеров (узлов сети). Все сети могут делиться на сети с централизованной и децентрализованной структурами, т.е. такие, в которой имеются центральные узлы или нет. Важным топологическим признаком является количество связей одних узлов с другими. В зависимости от этого сети бывают либо односвязные, либо многосвязные.

Итак, вся приведенная классификация показывает, насколько разнообразны существующие и возможные варианты сетей.

Принципы устройства и работы компьютерных сетей

Компьютерные сети представляют собой систему распределенной обработки информации, состоящую как минимум из 2-ух компьютеров, взаимодействующих между собой с помощью специальных средств связи. Локальные вычислительные сети (ЛВС) персональных компьютеров (ПК) получили очень широкое распространение. Подавляющее большинство ПК в мире работает в сетях. Локальные сети связывают компьютеры, размещенные на небольшом расстоянии друг от друга (они объединяют компьютеры одного или несколько близлежащих зданий предприятий, учреждений, офиса). Главная отличительная особенность локальных сетей – единый для всех компьютеров высокоскоростной канал передачи данных и малая вероятность возникновения ошибок в коммуникационном оборудовании.

Основные функции локальной сети:

• Коллективная обработка данных пользователей подключенных в сеть компьютеров и обмен данными между этими пользователями;

• Совместное использование программ;

• Совместное использование принтеров, модемов и других устройств.

Поэтому практически все фирмы, имеющие более одного компьютера, объединяют их в локальные сети. Многие пользователи, приходя в офис, либо соединяясь с компьютером фирмы по телефонным каналам посредством модема.

Для соединения компьютеров в локальные сети необходимо сетевое оборудование и программное обеспечение.

Для подсоединения компьютера к локальной сети требуется:

• Вставить в каждый подключаемый к сети компьютер сетевой контролер (иногда используются термины сетевой адаптер или сетевая плата), который позволяет компьютеру получать информацию из локальной сети и передавать данные в сеть; (Он вставляется в свободное гнездо материнской платы (motherboard)). Сетевые контроллеры отличаются друг от друга: типом кабелей, к которым они могут подключаться; реализуемым сетевым протоколом (протокол – это соглашение по обмену информации в локальной сети); типом шины, к которой они подключаются (ISA, PCI, VESA и др.); быстродействием и другими качествами.

Замечание. Простейшие сетевые контроллеры устанавливаются в разъем шины ISA, а более производительные – в разъем шины PCI. Для портативных компьютеров изготавливаются сетевые контроллеры в виде карточки PC – Card.

• Соединить компьютеры кабелями, по которым происходит передача данных между компьютерами, а также другими подключенными к сети устройствами (принтерами, сканерами и т.д.). В некоторых типах сетей кабели соединяют компьютеры непосредственно (как электролампочка в елочной гирлянде), в других соединение кабелей осуществляется через специальные устройства – концентраторы (или хабы), коммутаторы и другие.

Замечание. В некоторых сетях вместо кабелей данные передаются по радиочастотам (как в радиотелефоне или сотовых телефонах). Однако такие сети стоят дороже и они сложнее в эксплуатации.

• Установить сетевое программное обеспечение на каждом компьютере сети.

Конечно, компьютерная сеть может состоять и из 2-ух компьютеров, но, как правило, их число в сети существенно больше. При этом компьютерная сеть является не просто объединением компьютеров, а представляет собой достаточно сложную систему. И следует отметить, что любая компьютерная сеть характеризуется топологией, протоколами, интерфейсом, сетевыми техническими и программными средствами.

Топология компьютерной сети отражает структуру связей между ее основными функциональными элементами.

Под сетевыми техническими средствами подразумеваются различные физические устройства, обеспечивающие объединение компьютеров в единую компьютерную сеть.

Протоколы – представляют собой правила взаимодействия функциональных элементов сети.

Интерфейсы – средства сопряжения функциональных элементов сети. В качестве функциональных элементов сети могут выступать как отдельные устройства, так и программные модули. Соответственно этому, существуют аппаратные и программные интерфейсы.

Сетевые программные средства осуществляют управление работой компьютерной сети и обеспечивают соответствующий интерфейс с пользователем. К сетевым программным средствам относятся сетевые операционные системы и вспомогательные (сервер) программы.

Каждая из составляющих локальной сети характеризует ее отдельные свойства, и только их совокупность определяет всю сеть в целом. Таким образом, выбор локальной сети заключается в выборе ее топологии, протоколов, аппаратных средств и сетевого программного обеспечения. Каждый из этих компонентов является относительно независимым. Например, сети с одинаковой топологией могут использовать различные методы доступа, протоколы и сетевое программное обеспечение. В свою очередь, в разных сетях могут использоваться одинаковые протоколы и (или) сетевое программное обеспечение. Это, с одной стороны, расширяет возможность выбора наиболее оптимальной структуры, а с другой – усложняет этот процесс.

Для обеспечения функционирования локальной сети часто выделяется специальный компьютер – сервер, или несколько таких компьютеров.

На дисках серверов располагаются совместно используемые программы, базы данных и т.д. Остальные компьютеры локальной сети часто называются рабочими станциями. На тех рабочих станциях, где требуется обрабатывать только данные на сервере (например, вводить сведения в совместно используемую базу данных о заказах и продажах), часто для экономии (или по соображениям безопасности) не устанавливают жестких дисков. В сетях, состоящих более чем из 20-25 компьютеров, наличие сервера обязательно – иначе производительность сети будет неудовлетворительной. Сервер необходим и при совместной интенсивной работе с какой-либо базой данных.

Первоначальный термин рабочая станция использовался для обозначения высокопроизводительных настольных компьютеров, предназначенных для решения сложных графических и технических задач. Производительность таких рабочих станций достигала производительности больших вычислительных систем и значительно превосходила соответствующие показатели обычных персональных компьютеров. С быстрым развитием технологии ПК различие между ними и рабочей станцией стало быстро сокращаться. Современные ПК по своим параметрам значительно превосходят рабочие станции предыдущих поколений.

В связи с широким внедрением локальной сети на базе ПК под рабочей станцией стал подразумеваться ПК, оснащенный сетевым адаптером и используемый для предоставления пользователю доступа к ресурсам компьютерной сети.

В этом случае одной из основных функций рабочей станции является организация взаимодействия с серверами и другими рабочими станциями.

Иногда серверам назначается определенная специализация (хранение данных, программ, обеспечение модемной и факсимильной связи, вывод на печать и т.д.). Серверы, как правило, не используются в качестве рабочих мест пользователей. Серверы, обеспечивающие работу с ценными данными, часто размещаются в изолированном помещении, доступ в которое имеют только специально уполномоченные люди (как в банковское хранилище).

Замечание. Многие серверы стоят значительно дороже (примерно 10-20 раз) обычных компьютеров. Потому, что они являются очень мощными компьютерами с большим количеством оперативной и дисковой памяти; в них обеспечивается исключительная надежность, высокая производительность ввода-вывода, дублирование устройств и хранимых данных, средства контроля над состоянием сервера, средства обеспечения бесперебойной работы при отказе некоторых устройств и т.д.

Существует такое еще понятие как файловый сервер. Это название он получил потому, что основным ресурсом главного компьютера являются файлы. Это могут быть файлы, содержащие программные модули или данные. Файловый сервер – самый общий тип сервера. Очевидно, что емкость дисков файлового сервера должна быть больше, чем на обычном компьютере, т.к. он используется многими компьютерами. В сети может быть несколько файловых серверов. Можно назвать и другие ресурсы файлового сервера, предоставляемые в совместное использование пользователям сети, принтер, модем, устройство для факсимильной связи. Сетевое программное обеспечение, управляющее ресурсами файлового сервера и предоставляющее к ним доступ многим пользователям сети, называется сетевой операционной системой.

Ее основная часть размещается на файловом сервере; на рабочих станциях – только небольшая оболочка, исполняющая роль интерфейса между программами, обращающимися за ресурсами, и файловым сервером.

Программные системы, ориентированные на работу в рамках этой концепции, позволяют пользователю использовать ресурса файлового сервера. Как правило, сами эти программные системы также могут храниться на файловом сервере и использоваться всеми пользователями одновременно, но для выполнения модули этих программ по мере необходимости переносятся на компьютер пользователя – рабочую станцию и там выполняют работу, для которой они предназначены. При этом вся обработка данных, даже если они являются общим ресурсом и хранятся на файловом сервере, производится на компьютере пользователя. Очевидно, что для этого фалы, в которых хранятся данные, должны быть перемещены на компьютер пользователя.

Но существует и вторая концепция (или 2 способ), который называется архитектурой или “клиент-сервер”. Здесь программное обеспечение ориентировано не только на коллективное использование ресурсов, но и на их обработку в месте размещения ресурса по запросам пользователей. Этот вид состоит из двух частей: программного обеспечения сервера и программного обеспечения пользователя-клиента. Работа этих систем организуется следующим образом: программы-клиенты выполняются на компьютере пользователя и посылают запросы к программе-серверу , которая работает на компьютере общего доступа. Основная обработка данных производится мощным сервером, а на компьютер пользователя посылаются только результаты выполнения запроса. Так, например, сервер баз данных используется в мощных СУБД, так как Microsoft SQL Servers, Oracle и другие. Серверы баз данных рассчитаны на работу с большими объемами данных (десятки гигабайт и более) и большое число пользователей и обеспечивают при этом высокую производительность, надежность и защищенность.

Во втором случае объем обеспечения программами может быть меньше, а внешняя память и устройства ввода вывода вообще отсутствовать. В качестве такой рабочей станции может использоваться специализированный компьютер – сетевая станция.

Любой компьютер сети, имеющий разделяемый ресурс, может быть назван сервером. Так, компьютер с модемом, к которому имеют доступ пользователи с других компьютеров, - это модемный или коммуникационный сервер.

В состав сетевой станции входят такие устройства ПК: клавиатура, монитор, процессор, видеоадаптер, системная плата и блок питание. В отличие от ПК в сетевой станции отсутствует накопитель на жестком диске и дисковода гибкого магнитного диска – вся необходимая для работы информация хранится на сетевом сервере. Отсутствие дисководов для гибкого магнитного диска, кроме снижения стоимости сетевой станции служит дополнительной защитой от несанкционированного копирования информации и защиты от вирусов. Для связи с локальной сетью в сетевой станции используется встроенный сетевой адаптер. При отсутствии жесткого диска инициализация сетевой станции осуществляется с помощью специального постоянного заполненного устройства, расположенного на сетевом адаптере.