Учебно-методическое пособие представляет собой первую часть конспекта лекций по дисциплине «Компьютерные сети и системы» (стр. 4 из 28)
· серверы;
· рабочие станции;
· концентраторы;
· сетевые карты;
· сетевые порты;
· коммуникационное оборудование;
· среда передачи данных (канал связи);
· программные драйверы;
· сетевые операционные системы;
· сетевые службы;
· сетевые приложения.
Серверы – это разделяемые, т.е. совместно используемые компьютеры сети. Сервер содержит некоторый ресурс, который он предоставляет запросившему этот ресурс пользователю. При установке сервера в сети ему присваивается уникальное имя, которое позволяет отличить данный сервер от других.
Самый общий вид сервера – файловый сервер (file server). Как следует из названия, основной ресурс файлового сервера – файлы. Для того чтобы компьютер стал файловым сервером, в принципе не требуется никакого специального оборудования. Любой компьютер с одним или несколькими жесткими дисками можно использовать в качестве файлового сервера. Однако, как правило, файловый сервер является более мощным компьютером, чем обычный ПК. Во-первых, емкость жесткого диска файлового сервера должна быть больше, чем у обычного компьютера, т.к. этот диск используется многими компьютерами. Во-вторых, файловым серверам требуется больше оперативной памяти: обычному ПК может быть достаточно 16-32 Мб памяти, серверу же для нормальной работы требуется 64-128 Мб и даже больше. И, наконец, чтобы сервер был менее подвержен отказам, аппаратура для файлового сервера выбирается более высокого качества, чем у обычных пользовательских ПК.
На рис.2 представлена схема взаимодействия клиента и файлового сервера при удаленном доступе к файлам. Программные клиентская и серверная части выполняют системные функции по обслуживанию запросов приложений компьютера A на удаленный доступ к файлам компьютера B (чтобы приложения компьютера B могли пользоваться файлами компьютера A, данную схему нужно симметрично дополнить клиентской частью для компьютера B и серверной – для компьютера A). Очень полезной и удобной функцией клиентской части является способность отличать запрос к удаленному файлу от запроса к локальному файлу. Отсюда и название, часто используемое для клиентской части сетевой ОС, – редиректор. Иногда функции распознавания запросов выделяются в отдельный программный модуль (как на рис.2), в этом случае редиректором называют не всю клиентскую часть, а только этот модуль.
Рис.2. Взаимодействие клиента и файлового сервера в сети
Помимо своей основной функции файловые серверы могут выполнять еще одну важную функцию - сервера печати. Они предоставляют пользователям доступ к подключенным к сети принтерам, т.к. функции печати и работа с файлами тесно взаимосвязаны. Когда вы что-то выводите на своем компьютере на печать, ОС преобразует этот вывод в файл и посылает его на файловый сервер как файл данных. Там он сохраняется в специальном подкаталоге – в пуле принтера, ожидая своей очереди быть напечатанным. Физически принтер может быть подключен к принтерному порту сервера, некоторой рабочей станции или прямо к сетевой кабельной системе.
Файловые серверы – наиболее общий, но не единственный тип сетевых серверов. Любой компьютер в сети, к которому имеют доступ другие компьютеры сети, может быть назван сервером. Так, ПК с модемом, к которому имеют доступ другие пользователи сети, - это модемный сервер, или асинхронный коммуникационный сервер. ПК с общим устройством для факсимильной связи представляет собой факс – сервер. ПК с разделяемым приводом CD-ROM можно считать CD-ROM – сервером. Шлюзы, о которых пойдет речь ниже, - это тоже серверы. К другим видам серверов относятся, например, SQL - серверы (серверы баз данных) и т.д.
Серверы могут быть выделенными (dedicated) или невыделенными (non-dedicated). Выделенный сервер – это ПК, который используется только как сервер, т.е. выполняет только серверную функцию. Невыделенный же сервер может работать одновременно и как сервер, и как рабочая станция. Выделенные серверы более устойчивы и производительны, поскольку их процессору не приходится делить время между несколькими задачами. Однако в небольших сетях или при невозможности приобретения дополнительного компьютера для сервера использование невыделенных серверов может быть оправданным.
Высокопроизводительные сети типа Novell NetWare 3.x/4.x или Windows NT требуют использования выделенных серверов, в то время как небольшие системы типа Novell NetWare 2.x, LANtastic, Personal NetWare, Windows for Workgroups, Windows 9x позволяют любому ПК работать одновременно и в качестве сервера, и в качестве рабочей станции. Сети с невыделенным сервером называются одноранговыми, т.к. все компьютеры такой сети, в принципе, равноправны.
Рабочие станции – это подключенные к сети персональные компьютеры, пользующиеся услугами серверов сети. В качестве рабочих станций могут использоваться обычные IBM – совместимые компьютеры с установленной на них операционной системой MS DOS, Windows и OS/2, компьютеры Macintosh, рабочие станции с ОС Unix.
Рабочие станции, подключенные к сети, в целом ничем не отличаются от изолированного компьютера, за исключением того, что им требуются сетевая карта и жесткие диски меньшего размера (т.к. они дополнительно используют жесткие диски файлового сервера). В некоторых сетях используют рабочие станции вообще без жестких дисков. Такие бездисковые рабочие станции используют только дисковое пространство файловых серверов.
Назначение рабочей станции - выполнять программы, полученные по сети, а назначение сервера – доставлять эти программы и данные рабочим станциям. В типичной сети рабочие станции выполняют большую часть обработки, тогда как файловые серверы предоставляют файлы для этой обработки. Такую схему обработки называют распределенной обработкой.
Любое устройство, подключаемое к сети, должно иметь сетевую карту или сетевой порт (некоторые принтеры, рабочие станции UNIX и Macintosh имеют встроенный сетевой порт, который используется вместо сетевой карты).
Сетевой адаптер – это установленная в компьютере плата сопряжения, подключенная к кабельной системе и способная поддерживать связь с коммуникационной средой сети. Эта плата также называется картой сетевого интерфейса NIC (Network Interface Card).
Обычно на сетевой карте имеется один или несколько портов для подключения сетевого кабеля для передачи и приема данных. Существует много разновидностей и типов сетевых адаптеров, но все они выполняют одну задачу: передают данные между компьютерами сети с большой скоростью.
Процесс передачи файла от файлового сервера к сетевому ПК состоит из нескольких шагов. Сначала файл попадает на карту сетевого адаптера сервера, где он преобразуется в кадры (frames). Максимальный размер этих кадров зависит от типа сетевого адаптера и обычно составляет 500..4000 байт. Если размер файла превышает размер одного кадра, то файл разбивается на несколько кадров. Затем сетевой адаптер сервера пересылает кадры данных по кабелю сети к сетевому адаптеру рабочей станции, запросившей файл.
На каждом сетевом компьютере должен быть установлен драйвер сетевого адаптера, управляющий его работой. Каждый такой драйвер предназначен только для определенного типа адаптера. К наиболее употребительным типам сетевых адаптеров для различных коммуникационных сред относятся Ethernet и Token Ring. При необходимости добиться максимальной производительности используются более скоростные типы адаптеров – Fast Ethernet, FDDI или ATM (Asynchronous Transfer Method – асинхронный метод передачи).
Помимо драйвера сетевого адаптера на компьютер, подключенный к сети, нужно установить еще один или несколько драйверов сетевых протоколов. Эти драйверы связывают высокоуровневое сетевое программное обеспечение с сетевым адаптером. Чтобы два удаленных компонента могли связаться по сети, они должны использовать одинаковые сетевые протоколы. Сетевые компьютеры могут одновременно конфигурироваться под несколько сетевых протоколов, например, под протоколы NetBEUI и TCP/IP.
Сложные процессы, протекающие в сетевом оборудовании, должны управляться сетевой операционной системой. Помимо стандартных задач, решаемых любой ОС (обеспечение доступа к жесткому диску, управление файлами и памятью и т.д.), сетевая операционная система дополнительно решает ряд специфических сетевых задач:
1) управляет работой файлового сервера;
2) обеспечивает совместную работу файлового сервера с рабочими станциями с целью облегчения использования сетевых ресурсов;
3) обеспечивает защиту файлового сервера от несанкционированного доступа;
4) управляет правами доступа пользователей к сети и прочие.
Примерами сетевых ОС являются операционные системы Novell NetWare, Windows 9x, Windows NT и др.
Оборудование компьютерных сетей подразделяется на конечные системы, являющиеся источниками и потребителями информации, и промежуточные системы, обеспечивающие прохождение информации по сети. К конечным системам ES (End Systems) относятся компьютеры, терминалы, сетевые принтеры, факсы, кассовые аппараты, считыватели штрих-кодов, средства аудио- и видеосвязи, другие периферийные устройства, снабженные сетевым интерфейсом. К промежуточным системам IS (Intermediate Systems) относятся повторители, концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы, модемы и прочие телекоммуникационные устройства, а также соединяющая их кабельная и/или беспроводная инфраструктура.