Локальні мережі з центральним комп'ютером

Структуру мережі типу "клієнт - сервер" наведено на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Структура локальної мережі з центральним комп'ютером

Як видно з наведеного рисунка, цей тип мережі містить робочі станції (клієнти) і центральний комп'ютер (сервер), на якому розміщені розподілені ресурси мережі. Центральний комп'ютер має, як правило, високу швидкодію та великі об'єми оперативної та дискової пам'яті. У такій мережі робочі станції виконують задачі користувача, а розподілені ресурси їм надає сервер. В мережі з центральним комп'ютером може бути один або декілька серверів. Наприклад, файл-сервер, на якому розміщені інформаційні ресурси, сервер додатків з прикладними програмами, сервер друку, який приймає запити на друк, ставить їх у чергу та забезпечує друкування необхідних матеріалів.

Локальні мережі з центральним комп'ютером порівняно з одноранговими мають такі переваги:

1....Надійніший захист інформації.

2....Полегшений пошук потрібних ресурсів.

3....Зручніша архівація інформаційних ресурсів.

4.... Вища продуктивність мережі.

5....Простіше адміністрування мережі.

6....Простіше нарощування мережі.

До недоліків мереж такого типу можна віднести:

1.... Дорожчу експлуатацію.

2.... Простої робочих станцій при виході з ладу сервера.

Цей тип мережі поширюється для побудови корпоративних мереж і є досить ефективним при великому числі комп'ютерів (більше від десяти робочих станцій).

Топологи локальних мереж

Топологією мережі називається конфігурація графа, вершинами якого є комп'ютери, а ребрами - фізичні зв'язки між ними. Розрізняють фізичну і логічну топологію (фізичні і логічні зв'язки). Фізична топологія - це конфігурація електричних зв'язків, утворених окремими сегментами фізичного середовища. Логічна топологія - це конфігурація інформаційних потоків у мережі. Найбільшого поширення в локальних мережах набули топології типу загальна шина, кільце, зірка, ієрархічна зірка та деякі інші.

Наведені вище приклади однорангової мережі і мережі з центральним комп'ютером (рис. 5.1, 5.2) побудовані за топологією "загальна шина". За топо­логією "загальна шина" пакет даних, який передається у фізичне середовище будь-яким комп'ютером, одночасно надходить на входи мережевих адаптерів всіх комп'ютерів, під'єднаних до цього середовища. Вводить цей пакет у свою пам'ять тільки той комп'ютер, який розпізнав у службовому полі пакета свою адресу. Цей тип топології характерний для деяких специфікацій технології Ethernet.

Рис. 5.3. Кільцева топологія локальної мереж

За кільцевою топологією дані передають послідовно по кільцю від одного комп'ютера до іншого, а у свою пам'ять їх вводить той комп'ютер, якому вони призначені. Приклад кільцевої топології наведено на рис. 5.3. За кільцевою топологією будуються мережі Token Ring та FDDI.

Топології типу "зірка" та "ієрархічна зірка" будуються за допомогою спеціальної комунікаційної апаратури, найчастіше - концентраторів і комутаторів. Приклади мережі, побудованої за топологією типу "зірка" та "ієрархічна зірка", будуть наведені нижче (рис. 5.5, 5.6).

5.4. Комунікаційне обладнання та структуризація локальних мереж

Комунікаційні пристрої локальних мереж відповідають стандартам конк­ретних базових технологій і підтримують передавання даних конкретним фізичним середовищем. Комунікаційне обладнання комп'ютерних мереж призначено для здійснення комутації між вузлами мережі, відновлення якості електричних сигналів, збільшення діаметра мережі, фізичної та логічної структуризації ло­кальних мереж.

Під структуризацією локальних мереж розуміють зміну її структури з метою підвищення ефективності використання. Здійснюють структуризацію мереж за допомогою комунікаційного обладнання. Розрізняють фізичну і логічну структуризацію LAN.

Рис. 5.4. Фізична структуризація мережі за допомогою повторювача

Фізичну структуризацію здійснюють з метою збільшення її довжини та числа PC за допомогою повторювачів і концентраторів. Фізична структуризація дозволяє не тільки збільшити число PC і довжину мережі, але й підвищує її надійність.

Логічну структуризацію виконують з метою підвищення продуктивності і безпеки даних шляхом розбиття єдиного для всієї мережі фізичного середовища на

окремі сегменти за допомогою мостів, комутаторів і маршрутизаторів. Логічна структуризація дозволяє локалізувати трафіки окремих сегментів ї забезпечує одночасний обмін даними між комп'ютерами у межах кожного сегмента. Логічна структуризація не тільки підвищує ефективність мережі, але і зменшує можливість несанкціонованого доступу до даних.

До основних апаратних комунікаційних засобів локальних мереж, як уже було сказано вище, належать мережеві адаптери (карти), повторювачі, концент­ратори, мости, комутатори, шлюзи і маршрутизатори.

Мережеві адаптери призначені для під'єднання комп'ютерів до кабельної системи мережі і підтримують протоколи певної мережевої технології. Кожний мережевий адаптер має свою унікальну адресу, яка автоматично присвоюється комп'ютеру, який використовує цей адаптер.

Повторювач - це комунікаційний пристрій для фізичного з'єднання двох сегментів фізичного середовища і відновлення якості (характеристик) електричних сигналів. Повторювач дозволяє збільшити діаметр мережі та виконати її фізичну структуризацію. Мережева технологія обмежує довжину сегментів, побудованих на конкретному фізичному середовищі. Використання повторювача дозволяє подвоїти довжину мережі, а також збільшити число під'єднаних до неї комп'ютерів. У наведеному на рис. 5.4 прикладі фізична структуризація мережі шляхом її поділу на два сегменти СІ і С2 виконана за допомогою повторювача П. Сегменти під'єднані до портів ПІ і П2 повторювача.

Концентратор (hab) - це багатопортовий повторювач, призначений для фізичного з'єднання декількох сегментів мережі. За допомогою концентратора бу­дують фізичну топологію типу "зірка". Інколи хабом називають тільки центральні концентратори, розміщені на верхньому ієрархічному рівні, а концентратори нижнього рівня називають багатопортовими повторювачами.

Приклади мережі, побудованої за топологією типу "зірка" та "ієрархічна зірка", наведено відповідно на рис. 5.5 та 5.6.

Фізична структуризація мережі за допомогою концентраторів дозволяє змінити структуру мережі, її топологію, збільшити діаметр та число під'єднаних до мережі комп'ютерів, покращити надійність передавання даних. Сучасні концентратори можуть від'єднувати від мережі порти з некоректно працюючим комп'ютером.

Більш детально будову концентраторів, їх основні та додаткові функцію, класифікацію за конструктивними ознаками розглянемо нижче.

Рис. 5.6. Топологія мережі типу "ієрархічна зірка"

Міст - це комунікаційний пристрій з вбудованим процесором, призначений для ізоляції трафіка однієї мережі (сегмента) від іншого на основі аналізу апаратної адреси отримувача пакетів інформації. Мережевий трафік - це інформаційний потік, тобто обсяг інформації, що передається мережею одночасно і характеризує її завантаженість. Мережевий трафік складається з потоку пакетів, кожний з яких містить поле службової інформації та поле даних. Поле службової інформації

обов'язково містить апаратні адреси отримувача і відправника пакета. Адресна таблиця моста містить інформацію про закріплені за сегментами мережі комп'ю­тери. Міст пропускає в інший сегмент пакет, який надійшов на його вхід тільки у тому випадку, якщо там знаходиться отримувач пакетів.

Приклад логічної структуризації мережі за допомогою моста наведено на рис. 5.7.

Рис. 5.7. Логічна структуризація мережі за допомогою моста

Використання моста дозволило розбити мережу на два сегменти і локалі­зувати трафіки комп'ютерів, розміщених в різних сегментах. Це забезпечує підвищення продуктивності мережі та надійності передавання даних.

Комутатор (switch) - це багатопортовий мультипроцесорний міст. Кожний порт комутатора керується окремим мікропроцесором, має свою буферну пам'ять та формує власну адресну таблицю. Пакет, який надходить до одного з портів комутатора, скеровується тільки в той вихідний порт, в якому знаходиться адресат. Якщо вихідний порт зайнятий передаванням іншої інформації, то пакет записується у буферну пам'ять та ставиться у чергу на виведення. Сучасні кому­татори виконують багато додаткових функцій з метою підвищення продуктивності та надійності роботи мережі і захисту інформації.

Шлюз (gateway)- це комунікаційний пристрій, який об'єднує мережі, побудовані за різними технологіями і з різними типами протоколів.

Маршрутизатор (router) - це багатофункціональний комунікаційний прист­рій, який визначає маршрут пакетів в об'єднаних мережах та локалізує трафік у межах логічного сегмента на основі аналізу числових ієрархічних адресів.

Будова, принципи роботи та основні і додаткові функції комутаційних пристроїв локальних мереж будуть розглянуті нижче.

5.5. Мережеві служби

Мережеві служби - це набір послуг сервісного характеру, які мережа надає користувачу: прочитати віддалений файл, роздрукувати документ на принтері сервера, виконати задачу на декількох віддалених комп'ютерах, перевірити коректність копій даних, які знаходяться на різних комп'ютерах, надіслати поштове повідомлення, переглянути список комп'ютерів мережі і т. д. Передавання фізичним середовищем різних видів трафіка також забезпечується відповідними службами мережі. Окрім, власне, обміну комп'ютерними даними мережеві служби забезпечують також передавання газетного тексту, мульти­медійного трафіка, організацію аудіо- і відеоконференцій і т. д.

Розрізняють основні і додаткові (допоміжні) мережеві служби та служби адміністрування. Основні мережеві служби пов'язані безпосередньо з передаван­ням комп'ютерних даних (файлова, друку та ін.) і реалізуються, як правило, мережевою операційною системою. Додаткові — служба баз даних, факсу, передачі голосу та відеозображень, встановлення зв'язку за вимогою та ін. - розподіленими мережевими додатками й утилітами, які тісно взаємодіють з мережевою опе­раційною системою.

Служби адміністрування призначені для організації роботи мережі загалом (створення бази даних про користувачів, встановлення їх пріоритетів, паролів, аналіз мережевого трафіка, встановлення моніторингу (керування) мереж тощо) реалізовуються в основному утилітами та відповідними системними командами.

Головним показником якості служб є їх зручність і забезпечення прозорості доступу до мережевих ресурсів. Під прозорим доступом розуміють такий доступ до мережевих ресурсів, за якого користувач не зауважує, на якому комп'ютері міститься потрібний ресурс — його чи віддаленому.