Основы локальных компьютерных сетей

Введение.

На сегодняшний день в мире существует более 130 миллионов ком¬пьютеров и бо¬лее 80 % из них объединены в различные информационно-вычислительные сети от малых локальных сетей в офисах до глобальных сетей типа Internet. Всемирная тенденция к объ¬единению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение пе¬редачи ин¬формационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений ( факсов, E - Mail писем и прочего ) не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из лю¬бой точки земного шара, а так же об¬мен информацией между компьютерами разных фирм производителей ра¬бо¬тающих под разным программным обеспечением.

Такие огромные потенциальные возможности, которые несет в себе вычислитель¬ная сеть и тот новый потенциальный подъем, который при этом испытывает информацион¬ный комплекс, а так же значительное ускорение производственного процесса не дают нам право не принимать это к разра¬ботке и не применять их на практике.

Поэтому необходимо разработать принципиальное решение вопроса по организа¬ции ИВС (информационно-вычислительной сети) на базе уже существующего компьютер¬ного парка и программного комплекса отвечаю¬щего современным научно-техническим требованиям с учетом возрастаю¬щих потребностей и возможностью дальнейшего посте¬пенного развития сети в связи с появлением новых технических и программных решений.

Понятие ЛВС.

Что такое локальная вычислительная сеть (ЛВС)? Под ЛВС понимают совместное подключение нескольких отдельных компьютерных рабочих мест (рабочих станций) к еди¬ному каналу передачи данных. Благодаря вычислительным сетям мы полу¬чили возможность одновременного использо¬вания программ и баз данных несколькими пользователями.

Понятие локальная вычислительная сеть - ЛВС (англ. LAN - Lokal Area Network ) относится к географически ограниченным ( территориально или производственно) аппаратно-программным реализациям, в которых не¬сколько компьютерных систем связанны друг с другом с помощью соответствующих средств коммуникаций. Благодаря такому со¬единению пользователь может взаимодействовать с другими рабочими станциями, подключенными к этой ЛВС.

В производственной практике ЛВС играют очень большую роль. По¬средством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, распо¬ложенные на многих удален¬ных рабочих местах, которые используют совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объеди¬няются в единую систему. Рассмотрим преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров в виде внутрипроизводственной вычислительной сети.

Разделение ресурсов.

Разделение ресурсов позволяет экономно использовать ресурсы, на¬пример, управлять периферийными устройствами, такими как лазерные пе¬чатающие устройства, со всех присоединенных рабочих станций.

Разделение данных.

Разделение данных предоставляет возможность доступа и управле¬ния базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в инфор¬мации.

Разделение программных средств.

Разделение программных средств, предоставляет возможность одно¬временного использования централизованных, ранее установленных программных средств.

Разделение ресурсов процессора.

При разделении ресурсов процессора возможно использование вы¬числительных мощностей для обработки данных другими системами, вхо¬дящими в сеть. Предоставляе¬мая возможность заключается в том, что на имеющиеся ресурсы не “набрасываются” мо¬ментально, а только лишь че¬рез специальный процессор, доступный каждой рабочей станции.

Многопользовательский режим.

Многопользовательские свойства системы содействуют одновременному использованию централизованных прикладных программных средств, ранее установленных и управляемых, например, если пользователь системы работает с другим заданием, то те¬кущая вы¬полняемая работа отодвигается на задний план.

Одно ранговая сеть.

В одно - ранговой сети, все компьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного сервера, и, как правило, каждый компьютер функционирует и как клиент и как сер¬вер. Все пользователи самостоятельно решают, какие данные на своем компьютере сделать дос¬тупными для всех. Одно - ранговую сеть называют так же рабочей группой. Рабочая группа –это небольшой коллектив, поэтому в одно - ранговой сети не более 10 компьютеров.

Одно - ранговые сети относительно просты. Поскольку каждый компьютер является и клиентом, и сервером, нет необходимости в мощном центральном сервере или в других компонентах, обязательных для более сложных сетей. Одно ранговые сети обычно дешевле сетей на основе сервера, но требуют более мощных и дорогих компьютеров.

В одно - ранговой сети требования к производительности и к уровню защиты для сетевого про¬граммного обеспечения, как правило, ниже, чем в сетях с выделенным сервером. Выделенные серверы функционируют исключительно в качестве серверов, но не клиентов или рабочих стан¬ций.

В такие операционные системы, как Microsoft Windows NT Workstation ,Microsoft Windows for Workgroups и Microsoft Windows 95, встроена поддержка одно ранговых сетей. По этому чтобы установить одно ранговую сеть дополнительного программного обеспечения не требуется.

Одно ранговая компьютерная сеть выглядит так:

1. Компьютеры расположены на рабочих столах пользователей.

2. Пользователи сами выступают в роли администраторов, и сами обеспечивают защиту ин¬формации.

3. Для объединения компьютеров в сеть применяется простая кабельная система.

Если эти условия выполняются, то, скорее всего выбор одно ранговой сети будет правильным.

Защита подразумевает установку пароля на разделяемый ресурс, например на каталог. Центра¬лизованно управлять защитой в одно ранговой сети очень сложно, так как каждый пользователь устанавливает ее самостоятельно, да и общие ресурсы могут находиться на всех компьютерах, а не только на центральном сервере. Такая ситуация представляет серьезную угрозу для всей сети, кроме того некоторые пользователи могут вообще не устанавливать защиту.

Сети на основе сервера

Если к сети подключено более 10 пользователей, то одно ранговая сеть, где компьютеры высту¬пают в роли клиентов, и серверов, может оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей используют выделенные серверы. Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер. Они специально оптимизированы для быстрой об¬работки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. Сети на основе сервера стали промышленным стандартом.

С увеличением размеров сети и объемов сетевого трафика необходимо увеличивать количество серверов. Распределение задач среди нескольких серверов гарантирует, что каждая задача будет выполняться самым эффективным способом из всех возможных.

Круг задач, которые должны выполнять серверы, многообразен и сложен. Чтобы при¬способиться возрастающим потребностям пользователей, серверы в больших сетях стали спе¬циализированными. Например, в сети Windows NT существуют различные типы серверов:

Файл-серверы и принт - серверы управляют доступом соответственно к файлам и принтерам, на серверах приложений выполняются прикладные части клиент - серверных приложений, а так же находятся данные доступные клиентам. Например, чтобы упростить извлечение данных, серверы хранят большие объемы информации в структурированном виде. Эти серверы отлича¬ются от файл - серверов и принт - серверов. В принт - серверах, файл или данные целиком копируются на запра¬шиваемый компьютер. А в сервере приложений на запрашиваемый компьютер посылаются только результаты запроса. Приложение-клиент на удаленном компьютере получает доступ к данным, хранимым на сервере приложений. Однако вместо всей базы данных на ваш компьютер с сервера загружаются только результаты запроса.

В расширенной сети использование серверов различных типов становится наиболее актуальным. Необходимо поэтому учитывать всевозможные нюансы, которые могут проявиться при разрастании сети, с тем чтобы изменение роли определенного сервера в дальнейшем не от¬разилось на работе всей сети.

Основным аргументом при работе в сети на основе выделенного сервера является, как правило, защита данных. В таких сетях, например как Windows NT Server, проблемами безопас¬ности может заниматься один администратор.

Поскольку жизненно важная информация расположена централизованно, то есть, сосредо¬точена на одном или нескольких серверах, нетрудно обеспечить ее регулярное резервное копи¬рование. Благодаря избыточным системам данные на любом сервере могут дублироваться в ре¬альном времени ,поэтому в случае повреждения основной области хранения данных информа¬ция не будет потеряна –легко воспользоваться резервной копией. Сети на основе сервера могут поддерживать тысячи пользователей. Сетью такого размера, будь она одно - ранговой, невоз¬можно было бы управлять. Так как компьютер пользователя не выполняет функции сервера, требования к его характеристикам зависят от самого пользователя.

Все ЛВС работают в одном стандарте, принятом для компьютерных сетей - в стандарте Open Systems Interconnection (OSI).

Базовая модель OSI (Open System Interconnection)

Для того чтобы взаимодействовать, люди используют общий язык. Если они не могут разговаривать друг с другом непосредственно, они применяют соответствующие вспомогательные средства для передачи сообще¬ний.

Показанные выше стадии необходимы,