Телекоммуникационные средства связи

Локальные и глобальные вычислительные сети

Понятие: локальные и глобальные ВС

Локальная сеть (Local Area Network, LAN) представляет собой соединение нескольких РС с помощью соответствующего аппаратного и программного обеспечения. Слово “локальная” в этом названии означает, что все соединённые РС находятся, как правило, в одном здании или в соседних зданиях. Кроме LAN, существуют и другие сети:

MAN (Metropolitan Area Network). В этой сети основой является соединение систем в пределах города. В качестве области её применения можно представить компьютеризированную главную управляющую систему или управление информацией о жителях большого города.

WAN (Wide Area Network). В данном случае речь идёт о сети, которая может соединять несколько стран.

GAN обозначает сеть, которая соединяет континенты, и происходит от английского термина Global Area Network.

Естественно, РС может работать в любой из этих сетей. Однако типичной областью его применения является именно локальная сеть. Благодаря открытой архитектуре сети компьютер имеет возможности для подключения в сеть.

Преимущество, предоставляемое при использовании локальной сети:

- Распределение данных. Данные в сети хранятся на центральном РС и могут быть доступны для любого РС, подключенного к сети. Таким образом, не надо на каждом рабочем месте иметь накопители для хранения одной и той же информации.

- Распределение ресурсов. Периферийные (часто всего дорогие) устройства могут быть доступны для всех пользователей сети, например, факс или лазерный принтер;

- Распределение программ. Все пользователи сети могут иметь доступ к программе, которые были один раз централизованно установлены. При этом должна работать сетевая версия соответствующих программ.

- Электронная почта. Все пользователи сети могут предавать или принимать сообщения.

На предприятии, имеющею сет, включающей несколько сотен рабочих мест, должен быть специалист, который отвечает функционирование всей сети. Такого специалиста называют сетевым администратором или супервизором.

Для защиты информации в первую очередь необходимы устройства на случай выхода из строя промышленной электрической сети. Для этой цели используют аппаратные средства, например устройство непрерывного питания компьютера (UPS).

В качестве другой меры необходимо иметь в распоряжении дополнительный компьютер, который может заменить вышедший из строя сервер или рабочую станцию.

Так как в сети циркулирует большое количество данных, то необходимо тщательно и планомерно заботиться о защите информации. Например, могут быть установлены дополнительные винчестеры (зеркальные), на которых дублируется информация, или накопители большой емкости (стримеры), с помощью которых обеспечивается планомерное копирование (архивирование) данных.

Кроме того, в сети каждый пользователь может иметь доступ ко всей информации, то есть прочитать и изменить любые данные. Обычно это нежелательно, и не только из соображения безопасности.

Соответствующие действия пользователей сети регулируются определенными правилами доступа, которые устанавливают, какому пользователю разрешено читать или записывать определенные данные. Для разграничения доступа, распределения ресурсов сети и обеспечения сохранности данных необходимо сетевое администрирование.

Способ соединения компьютеров в сети называется топологией. Поэтому прежде чем говорить об отдельных компонентах, необходимо рассмотреть важнейшие топологии сетей.

Прежде всего, следует запомнить, что файловый сервер (или просто сервер) - это центральный компьютер всей локальной чети, с которым тем или иным способом связаны рабочие станции - клиенты.

РС - РС (псевдосеть)

Рис. 9.1.1. Связанные между собой РС

Речь идет не о сети (псевдосеть), а лишь о связи между двумя РС (Рис. 9.1.1.). однако и в этом случае имеется возможность обмена данными.

 

Обмен информацией осуществляется через разъемы последовательного интерфейса обоих компьютеров с помощью специального кабеля нуль - модема. В этом случае для осуществления передачи данных необходимо лишь соответствующее терминальное программное обеспечение.

Наиболее распространение получила программа LapLink. В этой программе также существует опция передачи данных не только через последовательный, но и через параллельный порт ввода/вывода. Однако надо отметить, что в этом случае повышается скорость обмена информацией между обоими РС, но длина кабеля ограничена. Если используется последовательная передача данных, то кабель может быть значительно длиннее.

Предлагаются также и другие утилиты, так в стандартную поставку операционной системы MS-DOS (начиная с версии 6.0) входит программа Interlink, которая не очень удобна в применении.

При соединении типа РС-РС говорить о сети не очень правильно. Такое соединение, в основном, служит для передачи и быстрого копирования информации с одного компьютера на другой. Во время передачи данных оба процессора блокируются и не могут выполнять другие задачи.

Одноранговая сеть

Рис. 9.1.2. Принцип одноранговой сети

Одно-ранговая сеть (Рис. 9.1.2.) не имеет центрального компьютера и работает без резервирования файлов. Некоторые аппаратные средства (винчестеры, приводы CD-ROM) и, прежде всего, дорогие периферийные устройства (сканеры, принтеры и др.), подключенные к отдельным РС, используются совместно на всех рабочих местах.

Каждый пользователь одно-ранговой сети может определить права доступа другим пользователям к информации на своем РС

Чтобы установить такую сеть, необходимо несколько больше аппаратных средств, чем в случае с псевдосетью. Каждый РС сети должен быть оснащен сетевой картой, а все рабочие места должны соединяться друг с другом кабелями.

Если количество пользователей одноранговой сети превышает 10, её работа замедляется. В этом случае нужно использовать более мощные РС.

Сеть типа клиент-сервер

Под сетью типа клиент-сервер понимают сеть, в центре которой находится мощный РС (называемый сервером или файловым сервером), соединенный с отдельными рабочими станциями (клиентами). Такое соединение компьютеров называют сетью типа клиент-сервер.

Отдельные рабочие станции используют ресурсы сервера, поэтому могут быть оснащены более скромно. Управление сетью, а также контроль за периферийными устройствами сети, такими как модемы, факсы и т.д., осуществляется специальным мощным сетевым программным обеспечением. Топологи таких сетей может быть различной.

Топология сети

Топологий «звезда»

Рис. 9.2.1. Топология «звезда»

В сети с топологией «звезда» файловый сервер находится в центре (Рис. 9.2.1.).

Сеть такого типа имеет свои достоинства:

n Повреждение кабеля является проблемой для одного конкретного компьютера и в целом не сказывается на работе сети;

n Просто выполняется подключение, так как рабочая станция должна соединяться только с сервером;

n Надежный механизм защиты от несанкционированного доступа;

n Высокая скорость передачи данных от рабочей станции к серверу.

Недостатки:

¨ Если географически сервер находится не в центре сети, то подключение к нему отдельных удаленных рабочих станций может быть затруднительным и дорогим;

¨ В то время как передача данных от рабочей станции к серверу (и обратно)

¨ происходит быстро, скорость передачи данных между отдельными рабочими станциями мала;

¨ Мощность всей сети зависит от возможностей сервера. Если он недостаточно оснащен или плохо сконфигурирован, то будет являться тормозом для всей системы;

¨ Невозможна коммутация между отдельными рабочими станциями без сервера.

Кольцевая топология

В этом случае все рабочие станции и сервер соединены друг с другом по кольцу, по которому посылаются данные и адрес получателя. Рабочие станции получают соответствующие данные, анализируя адрес посланного сообщения. Топология такой сети показана на Рис. 9.2.2.

Достоинства:

n Так как информация постоянно циркулирует по кругу между последовательно соединенными РС, то существенно сокращается время доступа к этим данным;

n Нет ограничений на длину всей сети, то есть имеет значение только расстояние между отдельными компьютерами.

Недостатки:

n Время передачи данных увеличивается пропорционально числу соединенных в кольцо компьютеров;

n Каждая рабочая станция причастна к передаче данных. Выход из строя одной станции может парализовать всю сеть, если не используются специальные переходные соединения;

n При подключении новых рабочих станций, сеть должна быть кратковременно выключена.

 

Рис. 9.2.2. кольцевая топология

Шинная топология

Такая сеть похожа на центральную линию, к которой подключены сервер и отдельные рабочие станции. Такое соединение получило широкое распространение, что, прежде всего, можно объяснить небольшими потребностями в кабеле и высокой скоростью передачи данных.

Для исключения затухания электрического информационного сигнала вследствие переотражений в линии связи такой сети на концах линии устанавливаются специальные заглушки, называемые терминаторами (Рис. 9.2.3.).

Достоинства:

n Небольшие затраты на кабели;

n Рабочая станция в любой момент времени могут быть установлены или отключены без прерывания работы всей сети;

n Рабочие станции могут коммутироваться друг с другом без помощи сервера.

Недостатки:

n При обрыве кабеля выходит из строя участок сети от места разрыва;

n Возможность несанкционированного подключения к сети, поскольку для увеличения числа рабочих станций нет необходимости в прерывании работы сети.

 

Рис. 9.2.3. Шинная топология

Компоненты локальной сети

Основой для организации локальной сети являются обычные РС, подключенные в сеть с помощью карты расширения. Сеть устанавливается относительно легко, но должны еще конфигурироваться сетевые карты. В больших сетях для решения специальных задач могут выделяться отдельные РС, например, сервер печати для управления принтером или коммуникационный сервер для связи с модемами и т.п. К тому же необходимо пользователям или группам пользователей назначить соответствующие права доступа к ресурсам сети.

Файловый сервер

Файловому серверу в сети принадлежит центральная роль. Следовательно, в качестве него должен использоваться достаточно мощный РС с развитой периферией в зависимости от числа подключенных рабочий станций. Можно встретить информацию, что в качестве сервера достаточно использовать РС с процессором 80486DX, 16 Мб RAM и винчестером емкостью 600 Мб. Однако сеть с таким сервером уже при малых нагрузках будет работать медленно. Поэтому при планировании сети в качестве сервера всегда следует выбирать РС с PCU не ниже Pentium 200 МГц. Компьютер с шиной EISA или PIA гарантирует более быструю передачу данных, чем обычная 16-разрядная шина ISA. При этом необходимо как минимум 46 Мб RAM, а лучше 0 128 Мб. Особое внимание следует обратить на емкость винчестера. При его емкости 2 Гб можно использовать сетевой файловый менеджер, но в зависимости от запросов рабочих станций при увеличении их количества до 10 потребуется емкость винчестера уже не менее 3 Гб.

Надо отметить, что надо отказаться от использования на сервере высококачественной видео карты или суперкачественной клавиатуры, т.к. работа на сервере ограничена. При этом не нужен монитор, оснащенный графической картой, поддерживающей 16,7 млн. цветов.

 Рабочая станция

Оснащение отдельных рабочих станций внутри сети зависит от оснащения сервера. Если файловому серверу выделена центральная роль, то в к качестве рабочих станций могут использоваться не менее мощные РС: достаточно материнской платы с процессором 89486 DX с 16 Мб RAM.

По-другому выглядит одноранговая сеть, в которой осуществляется файловый сервер. Здесь чем лучше отдельные станции, тем лучше распределение ресурсов внутри всей сети. Дорогие периферийные устройства, такие как сканер, модем, жесткие сменные диски и т.п., необходимо устанавливать лишь на одной рабочей станции, так как в сети эти ресурсы доступны всем пользователям.

Сетевые карты

РС, как правило, подключаются в сеть с помощью сетевой карты. Исключение составляет псевдосеть, где РС соединяются с помощью кабеля нуль - модема. Сетевая карта устанавливается в один из свободных слотов материнской платы. При этом сервер не обязательно должен иметь лучшую карту, чем рабочие станции, однако для обеспечения оптимальной эффективности, следует оснащать рабочие станции 16 - разрядными, а по возможности 32 - разрядными сетевыми картами. Сетевые карты являются посредниками между РС и сетью и передают данные по сети шин с CPU и RAM сервера или рабочей станции. Сетевая карта оборудована собственным процессором и памятью, обычно имеющий объем 8-16 Кб.

Вопросы для повторения

1. Понятие: Локальные и глобальные средства связи. Определение, область применения, достоинство и недостатки.

2. Топология сети типа РС-РС (псевдосеть). Связь РС между собой. Особенности, достоинство и недостатки.

3. Одно-ранговая сеть. Топология. Организация одно-ранговой сети. Достоинство и недостатки

4. Сеть типа клиент-сервер. Топология, недостатки и достоинства.

5. Топология «звезда». Организация, достоинство и недостатки.

6. Кольцевая топология. Достоинство и недостатки.

7. Шинная топология. Достоинство и недостатки.

8. Компоненты локальной сети. Файловый сервер. Рабочая станция. Назначение, состав, системные ресурсы.

9. Сетевые карты. Назначение. Сетевые программные средства.