Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Информатика arrow Информационные технологии в государственном и муниципальном управлении
Посмотреть оригинал

Основные элементы технологий

В процессе установления взаимодействия между двумя компьютерами задействуются многие аппаратные и программные компоненты: протоколы передачи данных, методы адресации, коммуникационное оборудование, архитектура, топология сети, сетевая операционная система.

Протоколы передачи данных. Сетевая операционная система при выполнении всех задач следует протоколам передачи данных. Установка и удаление протокола выполняются аналогично установке и удалению драйвера. Основные (для конкретной операционной системы) протоколы автоматически подключаются при первоначальной установке самой системы. Протоколы передачи данных изучаются в курсе информатики и в данном учебном пособии не являются предметом рассмотрения.

Адресация в сети. Каждый компьютер в сети имеет свой уникальный адрес, назначаемый в соответствии со своим протоколом средствами сетевой операционной системы.

В сети Интернет компьютеру присваивается адрес по протоколу IP. Компьютер с присвоенным IP-адресом называют хост-компьютером.

IP-адрес — уникальная 32-разрядная последовательность бит, идентифицирующая компьютер в сети Интернет.

Например, 11000011 11001001 1001000 00000001. Такой адрес имеет десятичный аналог, например, 198.42.120.135. IP-адреса бывают двух типов — статические и динамические. Динамические адреса выделяются компьютерам на время сеанса связи с сетью Интернет из некоторого набора адресов, закрепленного за некоторой организацией или группой компьютеров. Таким образом, организация использует и оплачивает провайдеру меньше адресов, чем имеет компьютеров, и экономит средства. Динамические адреса используются при подключении к сети Интернет через модем.

Числовые представления адреса — единственно возможный метод идентификации для компьютеров, но для пользователей они неудобны, поскольку не несут смысловой нагрузки и с трудом запоминаются. Поэтому хост-компьютеру присваивается еще и словесный адрес. Для определения соответствия IP-адресов словесным адресам используется доменная система имен — Domain Name System (DNS). Адреса всегда являются уникальными (единственными), за это отвечают администраторы сети. Отсутствию границ в именовании способствует иерархическая организация имен.

Доменная система представления адреса разделяет адреса по иерархии различных областей (domain — область), представляющих собой тематически или географически объединенную группу компьютеров. Обычно доменные адреса бывают двух и более уровневые и представляются следующей схемой:

Домен З.домен 2.домен 1,

где домен 1 — домен верхнего уровня. Представляется кодом страны или

специальным тематическим кодом, применяемым в большинстве случаев для американских организаций. Территориальные домены: ш — Россия, by — Беларусь, dc — Германия и т.д. Тематические домены: gov — правительственные учреждения, net — сетевые организации, mil — военные учреждения, сот — коммерческие организации, edu — учебные заведения, org — прочие организации. Постоянно появляются новые домены, например домен info — для организаций, занимающихся информационной деятельностью, mus — для музеев и т.д.; домен 2 — обычно наименование организации или имя провайдера, через которого компьютер подключен к сети Интернет; домен 3 — имя сервера или компьютера в организации.

Архитектура сетей. Задача обеспечения совместного доступа к ресурсам сети требует решения проблемы распределения ролей между узлами сети. Принципы построения сети описываются категорией «архитектура сети». Компьютеры сети могут выполнять разные функции: быть клиентом или быть сервером сети. Клиент сети — компьютер, использующий информационные ресурсы других компьютеров сети, сервер сети — компьютер, предоставляющий свои информационные ресурсы компьютерам сети. Выделяют одноранговые, централизованные и гибридные сети.

Одноранговая сеть — сеть, в которой каждый компьютер может быть как клиентом, так и сервером сети. Каждый пользователь является администратором своих ресурсов и по своему усмотрению может предоставлять, не предоставлять ресурсы либо лимитировать доступ к ним, а также ограничивать доступ посредством пароля, т.е. ограничение доступа обеспечивается на уровне ресурсов. Для управления сетью применяются недорогие сетевые средства, например сетевая оболочка Novell NetWare Lite. Достоинства сети — простота в установке и настройке и относительная дешевизна. Недостатки — низкий уровень безопасности данных, отсутствие эффективных механизмов поиска данных, размещенных на разных компьютерах, замедление скорости работы при обслуживании многих компьютеров, так как технические характеристики всех компьютеров одинаковы и недостаточны для поддержания высокой производительности при дополнительной нагрузке.

Централизованная сеть — сеть, в которой один компьютер является сервером, а остальные — клиентами сети. Компьютер-сервер сети обладает более высокой производительностью (это может быть персональный компьютер с повышенными техническими характеристиками или компьютер класса «сервер»). Если компьютер-сервер выделяется только для хранения информационных ресурсов и администрирования сети, тогда говорят о выделенном сервере. Иногда сервер может быть и невыделенным, тогда параллельно с указанными функциями он выполняет функции рабочей станции. Сервер сети называется файл-сервером (файловым сервером).

Администрирование сети основано на ограничении доступа к информационным ресурсам на уровне пользователей путем выделения групп пользователей и обеспечения их паролями для входа в сеть и обращения к ресурсам, хранящимся на сервере. Для обеспечения слаженной работы ПО на сервере и на рабочих станциях на файл-серверах устанавливается специальная сетевая операционная система (ОС). Чаще всего это сетевые ОС семейства Novell NetWare и Microsoft NT Server. Достоинство сетей — эффективность (скорость) в обслуживании большого количества пользователей и в подключении новых клиентов. Недостатки — относительная дороговизна и сложность установки и обслуживания, а также зависимость от бесперебойной работы сервера.

Одно из основных преимуществ организации централизованных сетей — возможность использования сетевых приложений.

Сетевое приложение — приложение, установленное и выполняющееся на сервере и используемое одновременно многими пользователями со своих рабочих станций.

Сетевые приложения могут иметь:

  • • централизованную архитектуру, при которой само приложение находится на сервере, а пользователи (клиенты) работают с центральным приложением через программы-клиенты;
  • • клиент-серверную архитектуру, при которой приложение располагается частями как на сервере, так и на рабочей станции, при этом запросы различных пользователей обрабатываются сервером;
  • • файловую архитектуру, при которой приложение располагается на каждой рабочей станции, а все клиенты совместно используют файл (например, базы данных), хранящийся на сервере.

Гибридные сети сочетают в себе функции одноранговых и централизованных сетей. Чаще всего в организациях путем установки программного обеспечения тех и других сетей обеспечивается возможность обращения как к другим компьютерам сети (рабочим станциям), так и к серверу.

Локальные сети могут иметь все перечисленные архитектуры. Региональные и глобальные сети — это распределенные клиент-серверные сети, поскольку функции серверов выполняет множество компьютеров, распределенных в сети, а сетевые приложения имеют клиент- серверную архитектуру.

Топологии сети. Коммуникационное оборудование может быть соединено различным образом. Основные принципы комплексирования описываются тремя базовыми топологиями: «общая шина», «кольцо» и «звезда».

Общая шина — децентрализованная сетевая топология, при которой одна соединительная линия (шина) является общей для ряда узлов (рабочих станции, периферийного оборудования и файловых серверов). Рабочая станция посылает сообщение по шине. Каждый узел имеет уникальный адрес и отслеживает шину в поисках отправленных на данный узел сообщений, игнорируя все другие сообщения. Для предотвращения коллизий (когда два узла одновременно отправляют сообщения) применяется шинный арбитраж: либо каждому компьютеру назначается свой квант времени для передачи, либо каждой рабочей станции выделяется своя частота для отправки и получения информации, для чего между оборудованием для передачи информации и рабочими станциями устанавливают модемы.

Кольцо — децентрализованная сетевая топология, в которой ряд узлов организован вокруг замкнутого кольцевого кабеля. Данные перемещаются по кольцу в одном направлении от узла к узлу. Приемные схемы узла непрерывно контролируют шину, проверяя, не передается ли сообщение. При поступлении сообщения узел анализирует содержащуюся в нем адресную информацию; если адрес назначения совпадает с адресом узла, сообщение принимается, а если нет — регенерируется и передается на следующий узел. Регенерирование обеспечивает передачу сообщений на большие расстояния, чем позволяют сети с другими топологиями. Основные недостатки:

  • • сбой отдельного узла может нарушить работу всей сети, хотя разработаны отказоустойчивые схемы, позволяющие продолжать работу даже в случае сбоя узла;
  • • прокладка кабелей от узла к узлу может быть довольно сложной и дорогостоящей, особенно если рабочие станции географически расположены далеко от кольца.

Звезда — централизованная сетевая топология, при которой в центре располагается центральный процессор сети или концентратор линий связи, вокруг него — подсоединенные к нему узлы. Отличается быстродействием, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Но требует высоких затрат на создание кабельных соединений для каждой рабочей станции, особенно если центральный узел географически расположен не в центре топологии.

Базовые топологии в чистом виде используются в локальных вычислительных сетях. Однако в случаях, когда непосредственное применение базовых топологий невозможно, используют гибридные топологии. Например, отдельные сети с топологией «звезда» соединяются с помощью концентраторов в сеть с топологией «кольцо». Такие варианты показательны как для локальных, так и для региональных сетей, представляющих собой, по сути, опорную сеть провайдера.

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы