Организация одноранговых сетей и технология работы в них

В отличие от иерархических сетей установка программного обеспечения для одноранговой сети может быть легко выполнена самим пользователем. Почти все программные компоненты управления одноранговой сетью должны быть установлены также и для организации прямого кабельного соединения между двумя ПК с помощью нуль-модемного кабеля. Поэтому овладение техникой установки (а при необходимости и удаления) этих компонент представляется очень полезным. Особенно просто это сделать при использовании операционных систем Windows (95, 98, NT).

Как указывалось, одноранговая сеть – это сеть равноправных компьютеров, каждый из которых называется рабочей станцией. Поэтому серверная часть ПО в одноранговых сетях отсутствует, а на каждой рабочей станции устанавливается так называемая клиентская часть (клиентское ПО), которая состоит из четырех компонентов. Эти компоненты в Windows устанавливаются и настраивается в трех вкладках окна сеть, которое может быть вызвано, например, по команде ПУСК/ПАНЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ/СЕТЬ/КОНФИГУРАЦИЯ. В указанных окнах устанавливаются следующие компоненты клиентского ПО:

Клиент – программа, реализующая общие функции управления взаимодействием рабочей станции с другими компьютерами в сети;

Службы – устанавливают вид доступа к ресурсам (на уровне ресурсов или пользователей) и обеспечивают преобразование конкретного локального ресурса в сетевой и обратно.

Протокол – программа, управляющая передачей информации в сети. Протокол представляет собой как бы язык, на котором ПК в сети обмениваются информацией и потому на взаимосвязанных ПК обязательно должен быть установлен одинаковый протокол. Компонент Протокол выполняет описанные функции и при работе в глобальных сетях и потому он обязательно должен быть установлен и при работе в Интернет;

Сетевая плата – драйвер, управляющий работой сетевого адаптера (при организации прямого кабельного соединения между ПК этот компонент может отсутствовать);

При организации сети может быть использовано программное обеспечение различных фирм, при этом ПО каждой фирмы требует установки перечисленных выше компонент специфичных для каждой фирмы. Поэтому такие компоненты могут быть установлены с носителей (дискет, компакт-дисков), поставляемых фирмой. Однако во многих случаях можно использовать имеющиеся непосредственно в Windows заготовки таких компонент каждой фирмы.

Целью создания одноранговой сети является совместное использование ресурсов различных компьютеров в сети.

При этом под ресурсами рабочей станции в одноранговой сети понимается любой из следующих элементов:

– устройства долговременной памяти, включая логические диски НЖМД, накопители на CD-ROM, ZIP, DVD и другие аналогичные устройства;

– папки (с вложенными папками более низкого уровня или без них);

– подключенные к ПК устройства: принтеры, модемы и др.

Первые два из перечисленных видов ресурсов будут называться информационными, а ресурсы третьего вида – техническими.

Ресурс, доступный только с ПК, на котором он находится, называется локальным. Ресурс ПК, доступный для других компьютеров сети, называется разделяемым или сетевым (общим, совместно используемым). Соответственно различаются разделяемые информационные ресурсы и разделяемые технические устройства. Компьютер, предоставляющий разделяемый ресурс, называется сервером (иногда хостом), а использующий сетевой ресурс – клиентом. Отличительная особенность одноранговой сети состоит в том, что понятие локального и разделяемого ресурса динамические. Это означает, что любой локальный ресурс может быть в любой момент преобразован в сетевой и обратно самим «хозяином» рабочей станции.

Однако в отличие от иерархических сетей такого рода согласование производится самими пользователями сети без участия системного администратора, а непосредственно создание разделяемых ресурсов выполняется владельцем ПК, на котором находится соответствующий локальный ресурс.

Процесс создания и использования разделяемого ресурса состоит из следующих двух этапов:

– создания разделяемого ресурса на ПК-сервере;

– подключения к сетевому ресурсу с ПК-клиента.

Все операционные системы позволяют автоматизировать этот процесс. Это означает установление режима, при котором однократного созданный сетевой ресурс будет оставаться таковым и при последующей загрузке ПК-сервера. Аналогично можно потребовать, чтобы процедура подключения к сетевому ресурсу выполнялась автоматически при загрузке ПК-клиента.

Реализация описанных действий в операционных системах Windows для сетей Microsoft состоит из следующих трех групп операций:

– задание общих настроек сети;

– создание сетевого ресурса;

– подключение к сетевому ресурсу.

 

Виды топологий сети:

ЛВС с общей шиной: одна из машин служит в качестве системного обслуживающего устройства, обеспечивающего централизованный доступ к общим файлам и базам данных, печа­тающим устройствам и другим вычислительным ресурсам.

Преимущества: низкая стои­мость, высокая гибкость и скорость передачи данных, легкость расщирения сети, не сильно влияющая на ее основных характеристиках.

Недостатки: необходимость использования довольно сложных протоколов, прекращение обмена при повреждении ка­беля и трудности с поиском повреждения.

ЛВС с кольцевой топологией (в основном, сети Token Ring - IBM): каждый узел сети соединен с двумя соседними и ин­формация по кольцу может передаваться только в одном направлении и все подключенные ПЭВМ могут участвовать в ее приеме и переда­че. При этом абонент-получатель помечает полученную ин­формацию специальным маркером, иначе могут появиться «заблу­дившиеся» данные, мешающие нормальной работе сети.

Преимущества: высокая надежность (за счет избыточности)

Недостатки: высокая стоимость - за счет расходов на адаптеры, кабели и дополнительные приспособления.

Защита от повреждений или отказов обеспечивается либо замыканием кольца на обратный (дублирующий) путь, либо пере­ключением на запасное кольцо.

Иерархическая ЛВС (конфигурация типа «дерево») - обладает необходимой гибкостью для того, чтобы охватить средствами ЛВС несколько этажей в здании или несколько зданий на одной территории, и реализуется, как правило, в сложных системах, насчитывающих десятки и даже сотни абонентов.

Радиальная (звездообразная) конфигурация ЛВС имеет ответвления от коммутирующего устройства (концентратора или коммутатора) к каждому подключенному устройству.

ЛВС подобной конфигура­ции находят наиболее частое применение в автоматизированных уч­режденческих системах управления, использующих центральную базу данных.

Преимущества: устойчивость к повреждениям кабеля и более легкий поиск повреждения.

Недостатки: надежность ниже, чем в сети с общей шиной или в иерархической, но это может быть уменьшено дублированием аппаратуры центрального узла; значительное потребление кабеля и отсюда - более высокая стоимость.

Многосвязная («каждый с каждым») конфигурация ЛВС является наиболее сложной и дорогой, в которой каждый узел связан со всеми другими узлами сети.

Эта топология в ЛВС применяется очень редко, в основном там, где требуются исключительно высокие надежность сети и ско­рость передачи данных.

Гибридные ЛВС встречаются на практике чаще всего. Они приспособленные к требованиям конкретного заказчика и сочетают фрагменты шинной, звездообразной и других топологий.

 

 

Способы взаимодействия компьютеров в сети:

Одноранговые сети - в которых все компьютеры равноправны друг с другом и ресурсы одного доступными для остальных.

Преимущества: наиболее легкий, дешевый и простой вариант использования программных технологий соединения компьютеров в ЛВС для передачи файлов между ними, а также для разделения дефицитных ресурсов между несколькими пользователями.

Недостатки: нет одновременного доступа к данным с нескольких ПЭВМ; низкая надежность и производительность.

Централизованные сети - строятся на основе архитектуры " клиент-сервер ", которая предполагает выделение в сети так называемых "серверов" и "клиентов".

Сервером является отдельная машина с соответствующим программным обеспечением или только одна из программ на данной машине, обладающая ресурсами и предоставляющая их клиентам – машинам или программам (потребителям этих ресурсов).

Ресурсами являются: файловая система (файловый сервер), процессор (вычислительный сервер), база данных (сервер базы данных), прин­тер (сервер печати), коммуникационные (связные) серверы, почтовые серверы в системе электронной почты, архивные серверы, факс-серверы и др.

Архитектура файл-сервер предполагает наличие трех основных компонентов: файлового сервера, файлового клиента и средств (телекоммуникации) для общения между ними.

Файловый сервер - обеспечивает совместный доступ к файловым ресурсам (а также к принтерам) одновременно многим пользователям.

Как правило, он имеет большой объем ОП, высокое быстродействие и надежные внешние устройства. Файловый сервер функционирует под управлением специализированного программного обеспечения - сетевой операционной системы (популярна - Netware фирмы Novell).

Файловый клиент - обеспечивает доступ к файловым ресурсам сервера (или серверов) от отдельного ПК (рабочей станции).

Недостатки: низкая производительность из-за постоянной загруженности сервера работой по поиску и передаче файлов; выполнение обработки данных только клиентом; наличие ограничений: по числу одновременно работающих приложений, по сохранению данных при одновременном внесении изменений с разных мест, по сложности операций обработки данных клиентами, по поддержанию целостность информации в базе данных, поскольку их обработка осуществляется каждым клиентом по отдельности.

Эти ограничения вызывают переход к архитектуре клиент-сервер, которая устанавливает разделение прикладной системя на две части: внешнюю, обращенную к пользователю и называемую клиентом, и внутреннюю, обслуживающую и называемую сервером.

На сервер ложится хранение файлов, поддержание базы данных в целостном состоянии, и выполнение прикладной задачи или её части. Это повышает требования к техническим возможностям сервера в несколько раз, но позволяет намного увеличить эффективность обработки данных.

Клиент передает серверу запросы на получение информации или на ее изменение, а сервер возвращает клиенту результаты выполнения запросов, что уменьшает потоки информации в сети.

Для обслуживания одновременно многих клиентов, то на серверном компьютере устанавливается многозадачная операционная

Методы доступа в сети.

В каждой сети передача данных от одного компьютера к другому должна выполняться по определенным правилам или протоколам, определяющим способ доступа узла (ПК, рабочей станции, сервера) к передающей среде (телекоммуникационному устройству) и способ передачи информации от одного узла к другому (по кабелю).

В настоящее время используется два типа протоколов или методов доступа к среде:

· передача маркера (token) используется в сетях IBM Token Ring и FDDI, а также в сетях ARCnet;

· множественный доступ с детектированием несущей (CSMA) используется в сетях Ethernet.

Протокол используется в сети с топологией «общая шина». Он устанавливает, что рабочая станция начинает передачу при свободном канале связи.

Сообщение включает адреса станций отправите­ля и адресата. Оно принимается одно­временно всеми станциями, подключенными к общей шине, но остается в памяти у той, которой предназначено.

Протокол пользуется наибольшей популярностью, обеспечивает высокую скорость передачи данных и надежность.

ARCnet - используется в ЛВС со звездообразной топологией. В начале работы одной из рабочих станций (ПЭВМ) передается в сеть маркер (короткое сообщение), которое последовательно передается от одной рабочей станции к другой.

Рабочая станция передающая сообщение дождается прихода маркера, добавляет к нему сообщение, которое передается от одной станции к другой, пока не поступит к той рабочей станции, которой предназначено. На ней сообщение отделяется от маркера и записывается в память.

Данный метод получил распространение в силу дешевиз­ны оборудования.

Token Ring - рассчитан на ЛВС с кольцевой топологией. Он также определяет использование маркера, передаваемого от одной станции к другой. Дополнительно им устанавливается возможность назначать разные приоритеты раз­ным рабочим станциям. Каждая рабочая станция может добавить к маркеру сообщение или его часть (кадр), в течение строго определенного промежутка времени. Рабочая станция – получатель копирует кадр в память и пересылает его с маркером далее, пока он не дойдет до передавшей его рабочей станции, которая, убедившись, что кадр совпадает с переданным, передает далее только маркер. Этим обеспечивается подтверждение факта передачи сообщения.