Основные концепции сетевого программного обеспечения

Комплекс программ, который обеспечивает работу в сети, называется сетевым программным обеспечением. Оно определяет тот тип услуг, которые обеспечивает данная сеть. Сетевое программное обеспечение реализуется на основе логической архитектуры сети. Логическая архитектура сети определяет распределение функций между компьютерами сети независимо от их расположения и способа подключения. Основными видами логической сетевой архитектуры являются одноранговая, на основе сервера и “клиент–сервер”.

Одноранговая архитектура сети предусматривает равноправие всех компьютеров. Это простейший вид сети, обеспечивающей связь персональных компьютеров и позволяющей совместно использовать внешнюю память, принтеры, файлы и т.д.

В этой архитектуре обычно используется концепция файлового сервера, которая основана на том, что сетевая операционная система (ОС) должна предоставлять многим пользователям информационные ресурсы в виде файлов, поэтому сервер в такой сети называется файловым. Основная часть сетевой ОС размещается на файловом сервере, а на рабочих станциях устанавливается ее небольшая часть, называемая оболочкой. Оболочка выполняет роль интерфейса между программами пользователя, обращающимися за ресурсом, и файловым сервером.

Файловый сервер представляет собой хранилище файлов, используемое всеми пользователями. При этом как программы, так и файлы данных, находящиеся на файловом сервере, автоматически перемещаются на рабочую станцию, где и происходит обработка этих данных.

Пользователь может использовать файловые ресурсы (файлы данных, программы) сервера. Программные системы, хранящиеся на сервере, могут использоваться всеми пользователями одновременно, но для выполнения они автоматически переносятся на рабочую станцию и там выполняются. Вся обработка файлов данных, даже если они хранятся на файловом сервере, производится на рабочей станции пользователя.

Сетевая архитектура на основе сервера подразумевает, что работой всей сети управляет специально выделенный компьютер-сервер. Сетевое программное обеспечение такого сервера называется сетевой операционной системой.

Программные системы в этом случае относятся к одному из двух классов: программы-серверы (обеспечивают работу сервера) и программы-клиенты (обеспечивают работу компьютера пользователя-клиента). Работа этих систем организуется следующим образом: программы-клиенты выполняются на компьютере пользователя и посылают запросы программе-серверу, работающей на компьютере-сервере. Обработка данных производится сервером, а на компьютер пользователя посылаются только результаты выполнения запроса.

Серверы таких баз данных рассчитаны на работу с большими объемами данных, находящихся не только на сервере, но и на пользовательских компьютерах, и на большое количество пользователей. При этом они обеспечивают высокую производительность, надежность и защищенность.

Архитектура “клиент–сервер” подразумевает, что сетевое программное обеспечение ориентировано не только на коллективное использование информационных ресурсов сети, но и на их обработку в месте размещения ресурса по запросам пользователей. Например, такая архитектура применяется для использования мощных СУБД, работающих с распределенными базами данных (Microsoft SQL Server, Oracle и др.).

Программные системы делятся на: 1) программы-серверы; и 2) программы- клиенты.

Например, Web-серверы обеспечивают хранение и обработку гипертекстовых страниц, FTP-серверы обеспечивают хранение и передачу файлов, серверы электронной почты получают, пересылают файлы с сообщениями и т.д.

В локальных сетях обычно используется одноранговая архитектура или архитектура на основе файлового сервера. В глобальных сетях основной является архитектура “клиент-сервер”.

Топология локальной сети

Эти методы доступа реализуются соответствующими сетевым платами (адаптерами). Такие сетевые платы устанавливаются в каждом компьютере сети и обеспечивают передачу и прием информации по каналам связи.

Топология сети – это логическая схема соединения каналами связи компьютеров (узлов сети). Использование канала передачи информации, соединяющего узлы сети, на физическом уровне определяется протоколом, который называется методом доступа. Чаще всего в локальных сетях используется одна из следующих основных топологий: полносвязная, древовидная, моноканальная (шинная, линейная, “общая шина”), кольцевая, звездообразная (радиальная).

В полносвязной топологии каждый компьютер в сети непосредственно связан с каждым другим компьютером. Это самая простая топология. В древовидной топологии существует главный компьютер (сервер), которому подчинены компьютеры следующего уровня, каждому из которых могут быть подчинены компьютеры следующего уровня иерархии, и т.д.

Терминатор служит для подключения к открытым кабелям сети, а также для заземления, предназначен для поглощения передаваемого сигнала. Трансивер – это устройство подключения ЭВМ к коаксиальному кабелю.

Достоинствами такого способа являются: устойчивость к неисправностям отдельных узлов и простота изменения и наращивания сети. Однако есть и недостатки: обрыв кабеля приводит к неработоспособности всей сети и при значительных объемах трафика (трафик – это информация, передаваемая по сети) происходит существенное уменьшение пропускной способности сети.

При такой топологии любой узел, прежде чем послать информацию по каналу, прослушивает его, и только убедившись, что канал свободен, посылает ее. Если канал занят, узел повторяет попытку через случайный промежуток времени. Информация, переданная одним узлом, поступает во все узлы, но только узел, для которого она предназначена, распознает и принимает ее.

Сеть моноканальной топологии.Такая сеть использует открытый канал связи(Достоинствами такого способа являются: устойчивость к неисправностям отдельных узлов и простота изменения и наращивания сети.Однако есть и недостатки: обрыв кабеля приводит к неработоспособности всей сети и при значительных объемах трафика (трафик – это информация, передаваемая по сети) происходит существенное уменьшение пропускной способности сети), к которому подключаются все компьютеры сети. Он называется моноканал-шиной (общей шиной). Метод доступаоснован на прослушивании канала(при такой топологии любой узел, прежде чем послать информацию по каналу, прослушивает его, и только убедившись, что канал свободен, посылает ее. Если канал занят, узел повторяет попытку через случайный промежуток времени. Информация, переданная одним узлом, поступает во все узлы, но только узел, для которого она предназначена, распознает и принимает ее) с целью выяснения, свободен ли он. Характерными примерами сети с этим методом доступа являются сети Ethernet и FastEthernet.

Терминатор служит для подключения к открытым кабелям сети, а также для заземления, предназначен для поглощения передаваемого сигнала. Трансивер – это устройство подключения ЭВМ к коаксиальному кабелю.

Соединение сегментов осуществляется так называемыми репитерами (повторителями).

Маркер – это пакет информации, снабженный специальной последовательностью бит. Он последовательно передается по кольцу от узла к узлу в одном направлении. Каждый узел получает маркер и, если он пустой, может передать свою информацию. Получает информацию тот узел, для которого она предназначена, однако маркер не освобождается, а передается дальше по кольцу. Освобождает маркер отправитель, который может убедиться, что переданные им данные благополучно получены. Пустой маркер передается дальше по кольцу для последующей передачи данных.