Локальные, глобальные и городские сети

Существуют три типа сетей: Local Area Network, LAN (локальная сеть), Wide Area Network, WAN (глобальная сеть) и Metropolitan Area Network, MAN (городская сеть). Локальная сеть представляет собой набор соединенных в сеть компьютеров, расположенных в пределах небольшого физического региона, например одного здания. Глобальные сети могут соединять сети по всему миру; для межсетевых соединений обычно используются сторонние средства коммуникаций. Региональные сети используют технологии глобальных сетей для объединения локальных сетей в конкретном географическом регионе, например в городе.

В дополнение к этим различиям, локальные, глобальные и региональные сети могут быть одноранговыми сетями, сетями с выделенным сервером или смешанными сетями (в которых используются как одноранговые технологии, так и технологии с выделенным сервером). В следующих разделах эти вопросы обсуждаются детально.

Одноранговые сети

Компьютеры в одноранговых сетях могут выступать как в роли клиентов, так и в роли серверов. Так как все компьютеры в этом типе сетей равноправны, одноранговые сети не имеют централизованного управления разделением ресурсов. Любой из компьютеров может разделять свои ресурсы с любым компьютером в той же сети. Одноранговые взаимоотношения также означают, что ни один компьютер не имеет ни высшего приоритета на доступ, ни повышенной ответственности за предоставление ресурсов в совместное пользование. Каждый пользователь в одноранговой сети является одновременно сетевым администратором. Это означает, что каждый пользователь в сети управляет доступом к ресурсам, расположенным на его компьютере. Он может дать всем остальным неограниченный доступ к локальным ресурсам, дать ограниченный доступ, а может не дать вообще никакого доступа другим пользователям. Каждый пользователь также решает, дать другим пользователям доступ просто по их запросу или защитить эти ресурсы паролем.

Благодаря гибкости и свободе в отношении сетевых ресурсов организационный хаос в одноранговой сети является нормой. По этим причинам основной проблемой в одноранговых сетях является безопасность. Вы можете установить одноранговую сеть, объединив ресурсы в рабочие группы, но у вас не будет средств обеспечения безопасности в масштабе сети. При установке в рабочей группе только те пользователи, которые знают пароль, могут получить доступ к ресурсам.

Этот тип сети может быть работоспособным в маленьких сетях, но также требует, чтобы пользователи знали и помнили различные пароли для каждого разделенного ресурса в сети. С ростом количества пользователей и ресурсов одноранговая сеть становится неработоспособной. Это происходит не потому, что сеть не может функционировать правильно, а потому, что пользователи не в состоянии справиться со сложностью сети.

К тому же большинство одноранговых сетей состоит из набора типичных персональных компьютеров, связанных общим сетевым носителем. Эти типы компьютеров не были разработаны для работы в качестве сетевых серверов, поэтому производительность сети может упасть, когда много пользователей попытаются одновременно получить доступ к ресурсам какого-то одного компьютера. К тому же пользователь, к чьей машине происходит доступ по сети, сталкивается с падением производительности в то время, когда компьютер выполняет затребованные сетевые службы. Например, если к компьютеру пользователя подключен принтер, к которому осуществляется доступ по сети, компьютер будет замедлять свою работу каждый раз, когда пользователи посылают задание на этот принтер. Это может раздражать того, кто работает на данной машине.

В одноранговой сети также трудно организовывать хранение и учет данных. Когда каждый сетевой компьютер может служить сервером, пользователям трудно отслеживать, на какой машине лежит интересующая их информация. Если 10 пользователей отвечают за набор документов, каждому из них может потребоваться искать конкретный файл на всех 10 машинах. Децентрализованная природа такого типа сети делает поиск ресурсов чрезвычайно сложным с ростом числа узлов, на которых должна происходить проверка. Децентрализация также затрудняет процедуру резервного копирования данных — вместо копирования централизованного хранилища данных вам нужно осуществлять резервное копирование на каждом сетевом компьютере, чтобы защитить разделенные данные.

На первый взгляд может показаться, что все эти проблемы и увеличивающаяся сложность делают одноранговые сети не стоящими рассмотрения. Однако имейте в виду, что одноранговые сети имеют серьезные преимущества перед сетями с выделенным сервером, особенно для маленьких организаций и сетей. Одноранговые сети являются наиболее легким и дешевым типом сетей для установки. Большинство одноранговых сетей требует наличия на компьютерах, кроме сетевой карты и сетевого носителя, только операционной системы, например Windows 95 или Windows for Workgroups. Как только компьютеры соединены, пользователи немедленно могут начинать предоставление ресурсов и информации в совместное пользование.

Вот некоторые преимущества одноранговых сетей:

· Они легки в установке и настройке.

· Отдельные машины не зависят от выделенного сервера.

· Пользователи в состоянии контролировать свои собственные ресурсы.

· Этот тип сетей недорог в приобретении и эксплуатации.

· Вам не нужно никакого оборудования или программного обеспечения, кроме операционной системы.

· Нет необходимости иметь отдельного человека в качестве выделенного администратора сети.

· Этот тип хорошо подходит для сетей с количеством пользователей, не превышающим десяти.

У одноранговых сетей есть также и недостатки:

· Вы можете применять сетевую безопасность одновременно только к одному ресурсу.

· Пользователи должны помнить столько паролей, сколько имеется разделенных ресурсов.

· Вам нужно производить резервное копирование отдельно на каждом компьютере, чтобы защитить все совместные данные.

· Когда кто-нибудь получает доступ к разделенному ресурсу, на компьютере, где этот ресурс расположен, ощущается падение производительности.

· Не существует централизованной организационной схемы для поиска и управления доступом к данным.

Сети с выделенным сервером

Хоть в английской терминологии такие сети обычно описываются термином client/server, Microsoft предпочитает термин server-based. Сервер представляет собой машину, чьей единственной функцией является реакция на клиентские запросы. Серверы редко управляются кем-то непосредственно — и то обычно только для того, чтобы установить, настроить или обслуживать его. В общем, сервер представляет собой сочетание специализированного программного обеспечения и оборудования, которое предоставляет службы в сети для остальных компьютеров (рабочих станций) или других процессов.

Сети с выделенным сервером опираются на специализированные компьютеры, называемые серверами, представляющими собой централизованные хранилища сетевых ресурсов и объединяющими централизованное обеспечение безопасности и управление доступом. В отличие от сетей с выделенным сервером, одноранговые сети не имеют централизованного обеспечения безопасности и управления.

Имеется несколько причин для реализации сети с выделенным сервером, включающих централизованное управление сетевыми ресурсами путем использования сетевой безопасности и управление посредством установки и настройки сервера. С точки зрения оборудования, серверные компьютеры обычно имеют более быстрый центральный процессор, больше памяти, большие жесткие диски и дополнительные периферийные устройства, например накопители на магнитной ленте и приводы компакт-дисков, по сравнению с клиентскими машинами. Серверы также ориентированы на то, чтобы обрабатывать многочисленные запросы на разделяемые ресурсы быстро и эффективно. Серверы обычно выделены для обслуживания сетевых запросов клиентов. В дополнение, физическая безопасность — доступ к самой машине — является ключевым компонентом сетевой безопасности. Поэтому важно, чтобы серверы располагались в специальном помещении с контролируемым доступом, отделенном от помещений с общим доступом.

Сети с выделенным сервером также предоставляют централизованную проверку учетных записей пользователей и паролей. Например, Windows NT использует доменную концепцию для управления пользователями, группами и машинами и для контроля над доступом к сетевым ресурсам. Прежде чем пользователь сможет получить доступ к сетевым ресурсам, он должен сообщить свое регистрационное имя и пароль контроллеру домена — серверу, который проверяет имена учетных записей и пароли в базе данных с такой информацией. Контроллер домена позволит доступ к определенным ресурсам только в случае допустимой комбинации регистрационного имени и пароля. Изменять связанную с безопасностью информацию в базе данных контроллера домена может только сетевой администратор. Этот подход обеспечивает централизованную безопасность и позволяет вам управлять ресурсами с изменяющейся степенью контроля в зависимости от их важности и расположения.

В отличие от одноранговой модели, сеть с выделенным сервером обычно требует только один пароль для доступа к самой сети, что уменьшает количество паролей, которые пользователь должен помнить. Кроме того, сетевые ресурсы типа файлов и принтеров легче найти, потому что они расположены на определенном сервере, а не на чьей-то машине в сети. Концентрация сетевых ресурсов на небольшом количестве серверов также упрощает резервное копирование и поддержку данных.

Сети с выделенным сервером лучше масштабируются — в сравнении с одноранговыми сетями. С ростом размера одноранговые сети сильно замедляют свою работу и становятся неуправляемыми. Сети с выделенным сервером, наоборот, могут обслуживать от единичных пользователей до десятков тысяч пользователей и географически распределенных ресурсов. Другими словами, сеть с выделенным сервером может расти с ростом компании, не оказываясь сдерживающим фактором.

Вот некоторые преимущества сетей с выделенным сервером:

· Они обеспечивают централизованное управление учетными записями пользователей, безопасностью и доступом, что упрощает сетевое администрирование.

· Более мощное оборудование означает и более эффективный доступ к сетевым ресурсам.

· Пользователям для входа в сеть нужно помнить только один пароль, что позволяет им получить доступ ко всем ресурсам, к которым имеют права.

Теперь посмотрим на некоторые недостатки сетей с выделенным сервером:

· Неисправность сервера может сделать сеть неработоспособной; в лучшем случае это означает потерю сетевых ресурсов.

· Такие сети требуют квалифицированного персонала для сопровождения сложного специализированного программного обеспечения, что увеличивает общую стоимость владения сетью.

· Стоимость также увеличивается благодаря потребности в выделенном оборудовании и специализированном программном обеспечении.

Подобно одноранговой модели, сеть с выделенным сервером также имеет недостатки. Первой в этом списке стоит необходимость дополнительных расходов на такие сети. Сеть с выделенным сервером требует наличия обученного персонала или наем на работу подготовленных сетевых администраторов что также увеличивают стоимость такой сети.

Есть и другие негативные аспекты сетей с выделенным сервером. Централизация ресурсов и управления упрощает доступ, контроль и объединение ресурсов, но при этом приводит к появлению точки, которая может привести к неполадкам во всей сети. Если сервер вышел из строя, — не работает вся сеть. В сетях с несколькими серверами потеря одного сервера означает потерю всех ресурсов, связанных с этим сервером. Также, если неисправный сервер является единственным источником информации о правах.доступа определенной части пользователей, эти пользователи не смогут получить доступ к сети.

Выбор сети

Выбор сети зависит от обстоятельств. Вам стоит выбирать одноранговую сеть только в том случае, если выполнены все следующие условия:

· Имеется не более 10 сетевых пользователей (желательно не более пяти).

· Все машины в сети находятся достаточно близко друг к другу, чтобы их можно было объединить в одну локальную сеть.

· Финансовые причины требуют недорогого решения.

· Вам не нужны специализированные серверы (например, факс-серверы, коммуникационные серверы или серверы приложений).

С другой стороны, сеть с выделенным сервером оправдана, если выполнено хотя бы одно из следующих условий:

· Требуется одновременный доступ более 10 пользователей. 4 Вам требуется централизованное управление, безопасность, управление ресурсами или резервное копирование.

· Вам требуется доступ к специализированным серверам или на

· грузка на сетевые ресурсы слишком велика.

· Вы используете объединенную сеть или вам требуется доступ к глобальной сети.

 

Сетевые протоколы

Компьютеры должны быть в состоянии пересылать данные друг другу, чтобы обеспечить возможность взаимодействия по сети. Это реализуется с помощью протоколов — общепринятых правил связи. В этой главе мы обсудим различные сетевые протоколы и реализацию на их основе сетевых коммуникаций.

Кроме того, мы познакомим вас со стандартами, на которых основаны сетевые протоколы: Open Standards Interconnection (OSI) Reference Model (сетевая модель OSI) и стандартами IEEE 802. Сетевая модель OSI была разработана Международной организацией по стандартизации (International Standards Organization) — ISO для обеспечения стандартизованного метода взаимодействия компьютеров. Стандарт 802 Института инженеров в области электротехники и электроники (Institute of Electrical and Electronic Engineers) далее развил эту модель. Как всегда мы расставим на пути указатели, которые помогут вам в подготовке к экзамену Networking Essentials и предоставим дополнительные ресурсы, которые могут потребоваться, если вы захотите узнать подробности обсуждающихся в этой главе вопросов

Сетевая модель OSI

По мере того как концепция сетевой работы распространялась в мире бизнеса, идея о возможности объединения сетей и отдельных систем становилась необходимостью. Однако, чтобы объединение сетей стало реальностью, необходим стандартный подход к сетевому взаимодействию. Решение пришло в 1978 году, когда ISO разработала стандарт архитектуры, который должен был способствовать достижению этой цели. Эти спецификации были пересмотрены в 1984 году и стали международными стандартами для сетевых коммуникаций. Сетевым администраторам важно знать историю и понимать функции этой спецификации, которая называется OSI Reference Model (сетевая модель OSI).

Модель OSI представляет уровневый подход к сетям. Каждый уровень модели обслуживает различные части процесса взаимодействия. Посредством разделения коммуникаций на уровни сетевая модель OSI делает менее сложной совместную работу оборудования и программного обеспечения, а разрешение проблем упрощается за счет предоставления конкретного метода взаимодействия компонентов. Теперь, когда мы знаем, почему была создана эта модель, мы рассмотрим, как она работает.

Не забывайте, что модель OSI является абстрактной. Далее мы обсудим соотношение наборов протоколов с этой моделью при обеспечении сетевых коммуникаций.

Изучение уровней

Сетевая модель OSI разбивает сетевые функции на семь уровней, как показано на рис. 3.1. Эти уровни описаны следующим образом: