Лекции по "Информатике"

В 1980-х  гг. положение дел  в локальных сетях  начало кардинально  меняться. Появились  стандартные технологии объединения компьютеров  в сеть – Ethernet, Arcnet, Token Ring. Сильный импульс для их развития дали ПК. Данные массовые продукты стали идеальными элементами для построения сетей. Они, с одной стороны, были достаточно мощными и способными работать с сетевым программным обеспечением, а с другой – нуждались в объединении своей вычислительной мощности для решения сложных задач. Персональные компьютеры стали преобладать в локальных сетях, при этом не только как клиентские компьютеры, но и как центры хранения и обработки данных, т. е. сетевых серверов, потеснив при этом с привычных ролей мини-компьютеры и мейнфреймы.

Обычные сетевые технологии обратили процесс  построения локальной  сети из искусства  в рутинную работу. Для того чтобы  создать сети, достаточно было приобрести сетевые  адаптеры соответствующего стандарта, например Ethernet, стандартный кабель, соединить адаптеры и кабель стандартными разъемами и установить на компьютер какую-либо из имеющихся сетевых операционных систем, например NetWare. Теперь сеть начинала работать, и присоединение нового компьютера не приводило к появлению проблем. Соединение происходило естественно, если на нем был установлен сетевой адаптер той же технологии.

Локальные сети по сравнению  с глобальными внесли много нового в технологии организации работы пользователей. Доступ к разделяемым ресурсам стал намного удобнее, так как пользователь мог просто изучать списки наличествующих ресурсов, а не запоминать их идентификаторы или имена. При соединении с удаленным ресурсом можно было работать с ним при помощи уже известных пользователю по работе с локальными ресурсами команд. Последствием и при этом движущей силой такого прогресса стало появление большого числа непрофессиональных пользователей, которые совершенно не нуждались в изучении специальных (и достаточно сложных) команд для сетевой работы. Возможность использовать все эти удобства разработчики локальных сетей получили при появлении качественных кабельных линий связи, с помощью которых даже сетевые адаптеры первого поколения могли обеспечить скорость передачи данных до 10 Мбит/с.

Однако  о таких скоростях  разработчики глобальных сетей не подозревали, так как им приходилось  использовать те каналы связи, которые были в наличии. Это  было вызвано тем, что прокладка  новых кабельных  систем для вычислительных сетей протяженностью в тысячи километров вызвала бы колоссальные капитальные вложения. Доступными на тот  период были только телефонные каналы связи, плохо приспособленные  для высокоскоростной передачи дискретных данных, – скорость в 1200 бит/с стала для них хорошим достижением. По этой причине экономное использование пропускной способности каналов связи становилось основным критерием эффективности методов передачи данных в глобальных сетях. В таких условиях разные процедуры прозрачного доступа к удаленным ресурсам, стандартные для локальных сетей, для глобальных сетей значительное время оставались непозволительной роскошью.

В настоящий момент вычислительные сети непрерывно развиваются, и достаточно быстро. Разделение между  локальными и глобальными  сетями постоянно  уменьшается во многом благодаря появлению  высокоскоростных территориальных  каналов связи, которые  не уступают по качеству кабельным системам локальных сетей. В глобальных сетях  образовались службы доступа к ресурсам, такие же удобные  и прозрачные, как  и службы локальных  сетей. Такие примеры  в огромном количестве показывает самая  популярная глобальная сеть – Интернет.

Преобразуются и локальные сети. Соединяющий компьютеры пассивный кабель в них сменили  разнообразные типы коммуникационного  оборудования – коммутаторы, маршрутизаторы, шлюзы. Из-за использования такого оборудования появилась возможность построения больших корпоративных сетей, которые насчитывают тысячи компьютеров и имеют сложную структуру. Вновь появился интерес к крупным компьютерам. Это было вызвано тем, что после спада эйфории по поводу легкости работы с ПК стало ясно, что системы, которые состоят из сотен серверов, обслуживать сложнее, чем несколько больших компьютеров. Поэтому на новом этапе эволюции мейнфреймы возвращаются в корпоративные вычислительные системы. При этом они являются полноправными сетевыми узлами, поддерживающими Ethernet или Token Ring, а также стек протоколов TCP/IP, которые стали благодаря Интернет сетевым стандартом де-факто.

Образовалась  еще одна важная тенденция, затрагивающая в  равной степени как  локальные, так и  глобальные сети. В  них начала обрабатываться несвойственная ранее  вычислительным сетям  информация, такая, как  голос, видеоизображения, рисунки. Это привело  к необходимости  внесения изменений  в работу протоколов, сетевых ОС и коммуникационного  оборудования. Затруднение  передачи данной мультимедийной информации по сети связано с ее чувствительностью к задержкам в случае передачи пакетов данных. Задержки чаще всего вызывают искажения такой информации в конечных узлах сети. Так как обычные службы вычислительных сетей, среди которых передача файлов или электронная почта, образуют малочувствительный к задержкам трафик и все элементы сетей изобретались в расчете на него, то появление трафика реального времени стало причиной больших проблем.

В настоящий момент эти проблемы решаются различными способами, например с помощью  специально рассчитанной на передачу разного  типа трафика технологии ATM. Однако, несмотря на большие усилия, предпринимаемые  в данном направлении, до приемлемого решения  проблемы пока далеко, и в этой области  еще много следует  предпринять, чтобы  достичь слияния  технологий не только локальных и глобальных сетей, но и технологий любых информационных сетей – вычислительных, телефонных, телевизионных и т. п. Несмотря на то что сегодня эта идея многим кажется нереальной, специалисты считают, что предпосылки для такого объединения уже существуют. Данные мнения расходятся только в оценке приблизительных сроков такого объединения – называются сроки от 10 до 25 лет. При этом считается, что основой для синтеза послужит технология коммутации пакетов, применяемая сегодня в вычислительных сетях, а не технология коммутации каналов, которая используется в телефонии.

5.2. Основные программные  и аппаратные компоненты  сети

В результате даже поверхностного рассмотрения работы в сети понятно, что  вычислительная сеть является сложным  комплексом взаимосвязанных  и согласованно функционирующих  программных и  аппаратных компонентов. Исследование сети в  целом предполагает изучение принципов  работы ее отдельных  элементов, среди  которых можно  выделить:

1) компьютеры;

2) коммуникационное оборудование;

3) операционные системы;

4) сетевые приложения.

Все программно-аппаратные средства сети можно  описать многослойной моделью. Первым является аппаратный слой стандартизованных  компьютерных платформ. В настоящий момент в сетях обширно  и успешно используются компьютеры различных  классов – от ПК до мейнфреймов и суперЭВМ. Набор компьютеров сети должен быть сопоставлен с набором разнообразных задач, которые решаются сетью.

Второй  слой представляет собой  коммуникационное оборудование. Несмотря на то что компьютеры и являются центральными элементами обработки информации в сетях, в настоящее время большую роль стали играть коммуникационные устройства, например кабельные системы, повторители, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и модульные концентраторы. В настоящий момент коммуникационное устройство может являться сложным специализированным мультипроцессором, который следует конфигурировать, оптимизировать и администрировать. Для внесения изменений в принципы работы коммуникационного оборудования необходимо изучить множество протоколов, применяемых как в локальных, так и в глобальных сетях.

Третий  слой, образующий программную  платформу сети, представляет собой операционную систему. Видом концепций  управления локальными и распределенными  ресурсами, положенными  в основу сетевой  ОС, определяется эффективность  работы всей сети. При  проектировании сети следует учитывать, насколько просто эта система может  взаимодействовать  с другими ОС сети, насколько она  способна обеспечить безопасность и защищенность данных, до какой  степени она дозволяет  наращивать число  пользователей.

В четвертый, самый  верхний, слой сетевых  средств входят различные сетевые приложения, такие, как сетевые базы данных, почтовые системы, средства архивирования данных, системы автоматизации коллективной работы и др. Важно знать спектр возможностей, которые предоставляются приложениями для различных областей применения, а также, что они совместимы с другими сетевыми приложениями и ОС.

5.3. Виды локальных  сетей

Для того чтобы связать  между собой два  ПК, их соединяют  специальным нуль-модемным кабелем. Данный кабель подсоединяют при  выключенных ПК, при  этом для каждого  способа соединения следует использовать свой вид кабеля.

Если  используется прямое соединение ПК, то существует два типа их взаимодействия:

1) прямой доступ, при котором возможна только переправка информации с одного компьютера на другой;

2) удаленное управление, при котором возможно выполнение программы, размещенной на другом компьютере.

При прямом доступе один из компьютеров является ведущим, а второй – ведомым. Управляет работой компьютеров, объединенных между собой, пользователь с ведущего ПК. При этом важно произвести следующие подготовительные операции:

• установка программных компонент Клиент, Протокол, Службы;

• установка службы доступа к файлам и принтерам сети Microsoft. На компьютере, который предоставляет ресурсы, должен быть помечен флаг. Файлы данного компьютера можно сделать общими;

• обеспечение доступа на уровне ресурсов;

• определение как разделяемых ресурсов ПК-сервера, участвующих в обмене;

• подключение с компьютера-клиента к разделяемым информационным ресурсам.

Все действия по команде  Прямое соединение осуществляются Мастером прямого  соединения с применением  последовательных окон диалога Прямое соединение. В этих окнах указывается, какой из компьютеров  ведомый, а какой  ведущий; порт, используемый для связи; применяемый  пароль входа.

В последнем окне Прямое соединение, в случае правильного задания  параметров, на ведущем  компьютере нужно  щелкнуть по кнопке Прием команд, а  на ведомом – по кнопке Управление. После этого ведущий  ПК может использовать разделяемые ресурсы  ведомого и всей локальной  сети, если ведомый  ПК подключен к  сети.

При удаленном управлении сервер является как бы продолжением клиента. Основная схема синхронизации включает в себя следующие шаги:

1) объединение стационарного и портативного компьютеров. Стационарный компьютер должен быть ведущим, а папки, содержащие необходимые файлы, – разделяемыми;

2) копирование файлов со стационарного компьютера на портативный в папку Портфель;

3) отсоединение портативного компьютера от стационарного и дальнейшее редактирование файлов в папке Портфель;

4) повторное соединение портативного компьютера с тем стационарным компьютером, с которого изначально были скопированы в папку Портфель исходные файлы. В этом случае портативный компьютер должен быть ведомым, а папки с исходными файлами на стационарном компьютере – разделяемыми;

5) открытие папки Портфель и выполнение команды Портфель/Обновить. Если исходные файлы остались неизменными за истекший период, все измененные файлы в папке Портфель будут автоматически скопированы на место исходных. Для файлов, измененных на стационарном ПК, будет выдано предупреждение, после которого необходимо выбрать любое из следующих действий:

• обновление на портативном ПК;

• обновление на стационарном ПК;

• отмена какого-либо обновления.

Объекты по команде Портфель/Обновить можно синхронизировать не все, а только группу файлов, отмеченную в папке.

5.4. Организация доменной  структуры сети

Когда компьютеры объединяются в сеть на платформе  Windows NT, они группируются в рабочие группы или домены.

Группа  компьютеров, составляющих административный блок и не принадлежащих  доменам, называется рабочей. Она формируется на платформе Windows NT Workstation. Любой из компьютеров рабочей группы включает в себя собственную информацию по бюджетам пользователей и групп и не делит ее с другими компьютерами рабочей группы. Члены, которые входят в состав рабочих групп, регистрируются только на рабочей станции и могут по сети просматривать каталоги других членов рабочей группы. Компьютеры одноранговой сети образуют рабочие группы, которые следует формировать, исходя из организационной структуры предприятия: рабочая группа бухгалтерии, рабочая группа планового отдела, рабочая группа отдела кадров и т. д.

Рабочую группу можно создать  на основе компьютеров  с разными ОС. Члены данной группы могут выполнять роль как пользователей ресурсов, так и их поставщиков, т. е. они равноправны. Право предоставления другим ПК доступа ко всем или некоторым имеющимся в их распоряжении локальным ресурсам принадлежит серверам.

Когда в сеть входят компьютеры разной мощности, то самый производительный в конфигурации сети компьютер может  использоваться в  качестве невыделенного  сервера файлов. При  этом в нем можно  хранить информацию, которая постоянно  необходима всем пользователям. Остальные компьютеры работают в режиме клиентов сети.

При установке Windows NT на компьютере указывается, является он членом рабочей группу или домена.