1.5.1 Локальные и глобальные вычислительные сети
Тип сетей, которые состоят не более чем из 30 компьютеров, а длина кабеля сети не превышает 185 м называются локальными вычислительными сетями (ЛВС). Такие сети легко располагаются в пределах одного этажа здания или небольшой организации. Подобная конфигурация подходит для маленьких организаций.
Как уже было сказано выше, для автоматизации сш № 21 необходимо установить 10 компьютеров с поддержкой локальной сети и выхода в глобальную сеть Интернет.
1.5.2 Типы сетей
Все сети имеют некоторые общие компоненты, функции и характеристики. К ним относятся:
серверы — компьютеры, предоставляющие свои ресурсы сетевым пользователям:
клиенты — компьютеры, осуществляющие доступ к сетевым ресурсам, предоставляемым сервером;
среда — способ соединения компьютеров;
совместно используемые данные — файлы, предоставляемые серверами по сети;
совместно используемые периферийные устройства, например принтеры, библиотеки CD-ROM и т.д., — ресурсы, предоставляемые серверами;
ресурсы — файлы, принтеры и другие элементы, используемые в сети.
Несмотря на определенные сходства, сети разделяются на два типа:
1. одноранговые;
2. на основе сервера.
Различия между одноранговыми сетями и сетями на основе сервера имеют принципиальное значение, поскольку определяют разные возможности этих сетей.
Выбор типа сети зависит от многих факторов:
размера предприятия;
необходимого уровня безопасности:
вида бизнеса;
уровня доступности административной поддержки;
объема сетевого трафика;
потребностей сетевых пользователей;
финансовых затрат.
1. Одноранговые сети
В одноранговой сети все компьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного сервера. Как правило, каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер; иначе говоря, нет отдельного компьютера, ответственного за администрирование всей сети. Все пользователи самостоятельно решают, какие данные на своем компьютере сделать общедоступными по сети.
Рис. 1.4.1. Одноранговая сеть
Одноранговые сети называют также рабочими группами. Рабочая группа — это небольшой коллектив, поэтому в одноранговых сетях чаще всего не более 10 компьютеров.
Одноранговая сеть вполне подходит при следующих условиях:
количество пользователей не превышает 10 человек;
пользователи расположены компактно;
вопросы защиты данных не критичны;
в обозримом будущем не ожидается значительного расширения фирмы и, следовательно, сети.
Эти условия не выполняются ШИТТ не по количеству ПК, не по отсутствию возможности расширения АСУ предприятия.
2. Сети на основе сервера
Если к сети подключено более 10 пользователей, то одноранговая сеть, где компьютеры выступают в роли и клиентов, и серверов, может оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей использует выделенные серверы.
Рис. 1.4.2. Сеть на основе сервера
С увеличением размеров сети и объема сетевого трафика необходимо увеличивать количество серверов. Распределение задач среди нескольких серверов гарантирует, что каждая задача будет выполняться самым эффективным способом из всех возможных.
В расширенной сети использование серверов разных типов приобретает особую актуальность. Необходимо поэтому учитывать все возможные нюансы, которые могут проявиться при разрастании сети, с тем, чтобы изменение роли определенного сервера в дальнейшем не отразилось на работе всей сети.
Сервер спроектирован так, чтобы предоставлять доступ к множеству файлов и принтеров, обеспечивая при этом высокую производительность и защиту. Администрирование и управление доступом к данным осуществляется централизованно. Ресурсы, как правило, расположены также централизованно, что облегчает их поиск и поддержку.
Основным аргументом при выборе сети на основе сервера является, как правило, защита данных. В таких сетях, например, как Windows 2000 Server, проблемами безопасности может заниматься один администратор: он формирует политику безопасности и применяет ее в отношении каждого пользователя сети.
Благодаря избыточным системам данные на любом сервере могут дублироваться в реальном времени, поэтому в случае повреждения основной области хранения данных информация не будет потеряна — легко воспользоваться резервной копией.
Так как компьютер пользователя не выполняет функций сервера, требования к его характеристикам зависят от потребностей самого пользователя. Типичный компьютер-клиент должен иметь процессор с частотой, по крайней мере, 486 МГц и оперативную память величиной от 8 до 16 МБ.
3. Комбинированные сети
Существуют и комбинированные типы сетей, совмещающие лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе сервера. Многие администраторы считают, что такая сеть наиболее полно удовлетворяет их запросы, так как в ней могут функционировать оба типа операционных систем.
Комбинированные сети — наиболее распространенный тип сетей, но для их правильной реализации и надежной защиты необходимы определенные знания и навыки планирования.
Итак, для санаторного комплекса одноранговый тип сети не подходит хотя бы потому, что число компьютеров превышает 10, а также вопросы защиты данных являются важными. Комбинированная сеть предполагает наличие серьезных знаний и навыков не только со стороны системного администратора, контролирующего работу сети, но и сотрудников санатория, что может усложнить и значительно замедлить процесс обработки данных на компьютере.
Этот факт приведет к значительному снижению эффективности функционирования санаторного комплекса в целом.
Выбор сети на основе сервера является наиболее оптимальным, так как обеспечит защиту используемых данных, сохраняя при этом высокую производительность, а также позволит сэкономить время и денежные средства на переобучение персонала и привлечение администратора сети с очень серьезными знаниями и навыками.
1.5.3 Различные топологии сетей
В первую очередь необходимо выбрать способ организации физических связей, то есть топологию. Под топологией вычислительной сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют компьютеры сети (иногда и другое оборудование, например концентраторы), а ребрам - физические связи между ними.
Топология сети обуславливает ее характеристики. В частности, выбор той или иной топологии влияет на:
состав необходимого сетевого оборудования;
характеристики сетевого оборудования;
возможности расширения сети;
способ управления сетью.
Различные типы кабелей в сочетании с различными сетевыми платами, сетевыми операционными системами и другими компонентами требуют и различного взаимного расположения компьютеров. Каждая топология сети налагает ряд условий. Она может диктовать не только тип кабеля, но и способ его прокладки. Топология может также определять способ взаимодействия компьютеров в сети. Различным видам топологий соответствуют различные методы взаимодействия, и эти методы оказывают большое влияние на сеть.
Базовые топологии компьютерных сетей
Все сети строятся на основе этих трех базовых топологий:
шина (рис.1.4.3 а);
звезда (рис.1.4.3 б);
кольцо (рис.1.4.3 в).
Рис.1.4.3. Базовые топологии компьютерных сетей
Если компьютеры подключены вдоль одного кабеля (сегмента), топология называется шиной. В том случае, когда компьютеры подключены к сегментам кабеля, исходящим из одной точки, или концентратора, топология называется звездой. Если кабель, к которому подключены компьютеры, замкнут в кольцо, такая топология носит название кольца.
Хотя сами по себе базовые топологии несложны, в реальности часто встречают довольно сложные комбинации, объединяющие свойства нескольких топологий.
1. Шина (рис.1.4.3 а)
Топологию «шина» относится к наиболее простым и широко распространенным топологиям. В ней используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры сети.
В сети с топологией «шина» компьютеры адресуют данные конкретному компьютеру. Данные передаются всем компьютерам сети, однако информацию принимает только тот, адрес которого соответствует адресу получателя, зашифрованному в передаваемых сигналах. В каждый момент времени только один компьютер может вести передачу.
Так как данные в сеть передаются лишь одним компьютером, ее производительность зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем их больше, т.е. чем больше компьютеров, ожидающих передачи данных, тем медленнее работает сеть. Кроме числа компьютеров, на быстродействие сети влияет множество факторов, в том числе:
характеристики аппаратного обеспечения компьютеров в сети;
частота, с которой компьютеры передают данные;
тип работающих сетевых приложений;
тип сетевого кабеля;
расстояние между компьютерами в сети.
Если один из компьютеров такой сети выйдет из строя, это не скажется на работе остальных.