13
Данные последовательно проходят через каждый компьютер, пока не
достигнут того, чей адрес соответствует, указанному в них, адресу получателя.
Далее, принимающий компьютер посылает подтверждение о получении
данных, в адрес передающей машины. После получения подтверждения,
передающий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть.
Использование маркера исключает возможность возникновения коллизий [1].
Скорость передвижения маркера по кольцу, достигает очень высоких
значений. В кольце диаметром 200 метров маркер может циркулировать с
частотой 10 000 оборотов в секунду.
Существенным недостатком кольцевой топологии является то что,
выход из строя одной рабочей станции, нарушает работоспособность сети
в целом.
Наиболее широкое распространение кольцевая топология получила в сетях
на основе оптоволоконного кабеля, к примеру, Gigabit Ethernet.
Существующие компьютерные сети подвергаются постоянному
расширению и модернизации. В связи с этим, практически любая сеть становится
гибридной, ее топология, зачастую, представляет собой комбинацию нескольких
базовых топологий. Из подобных комбинаций, особо следует выделить
топологию «дерево» (tree), которая, по сути, представляет собой объединение
нескольких «звезд» (рис. 5). Именно данная топология является наиболее
популярной при организации современных локальных сетей.
Дерево может быть как активным, так и пассивным. В случае активного
дерева, в центрах объединения нескольких линий связи устанавливаются
серверы, а в случае организации сети по схеме «пассивное дерево» -
концентраторы (хабы) [8].
14
Рисунок 5 - Схема топологии сети типа «дерево»
Достаточно часто используются такие комбинированные топологии, как
звездно-шинная (star-bus) (рис. 6), и звездно-кольцевая топология.
Рисунок 6 - Схема комбинированной топологии сети типа «star-bus»
В данном случае, к концентратору подключаются как отдельные
компьютеры, так и целые шинные сегменты. В данной топологии может
использоваться и несколько, соединенных между собой концентраторов, которые
образуют так называемую магистральную, опорную шину. При этом, к каждому
концентратору подключаются отдельные компьютеры или шинные сегменты,
образуя в результате звездно-шинное дерево.
Данная комбинированная топология позволяет легко изменять число,
подключенных к сети компьютеров, а с позиции распространения информации,
эта топология аналогична классической шине.
15
В случае звездно-кольцевой (star-ring) топологии (рис.7), в кольцо
объединяются специальные концентраторы, к которым в свою очередь
подключаются компьютеры с помощью звездообразных двойных линий связи.
Рисунок 7 - Схема комбинированной топологии «star-ring»
В случае использования топологии «star-ring», все компьютеры сети в
действительности, включаются в замкнутое кольцо. Данная топология позволяет
комбинировать преимущества звездной и кольцевой топологий, а с точки зрения
распространения информации, данная топология аналогична классическому
кольцу [8].
Рисунок 8 - Схема сеточной топологии сети
Еще ода комбинированная топология, на которой хотелось бы остановиться
– это сеточная (mesh) топология сети. Схема данной топологии приведена на
рисунке 8.
16
Такая топология обладает исключительной надежностью. В случае обрыва
любого канала, передача данных не останавливается, что обусловлено наличием
нескольких маршрутов доставки данных и возможностью выбора любого из них.
Использование сеточной топологии оправдано там, где требуется
обеспечить максимальную отказоустойчивость сети. Примером такой сети,
может быть сеть, образованная в результате объединения нескольких участков
сети крупного предприятия или при подключении к Интернету.
Недостатками сеточной топологии является существенное увеличение
расхода кабеля, усложнение сетевого оборудования и его настройки. Поэтому,
чаще всего, используют не полные, а частичные сеточные топологии сетей.
При полной сеточной топологии каждый компьютер имеет
непосредственную связь со всеми остальными, что при увеличении числа
компьютеров, приводит к резкому возрастанию количества линий связи. Помимо
этого, любое изменение сетевой конфигурации требует внесения изменений в
сетевую аппаратуру всех компьютеров.
Описанные обстоятельства не способствовали широкому распространению
полной сеточной топологии, поэтому гораздо чаще используется частичная
сеточная топология, которая предполагает прямые связи только для самых
активных рабочих станций, передающих максимальные объемы данных.
Остальные компьютеры соединяются с помощью промежуточных узлов.
Главное достоинство сеточной топология заключается в возможности
выбора маршрута доставки информации от станции к станции, с обходом
неисправных участков. С одной стороны, это позволяет значительно увеличить
надежность сети, с другой, требует существенного усложнения сетевого
аппаратного обеспечения [8].
1.2 Классификация операционных систем с указанием их основных
характеристик
17
Предназначением серверной операционной системы является
управление различными приложениями, которые осуществляют
обслуживание пользователей корпоративной сети, а также часто внешних
пользователей. Это такие приложения как: службы каталогов, современная
СУБД, средство анализа сетевых событий и управления сетями, средства
работы в группе и обмена сообщениями, веб-серверы, корпоративные
брандмауэры, почтовые серверы, серверы приложений самого разного
предназначения, серверные части бизнес-приложений.
Очень высокие требования предъявляются к надежности и
производительности перечисленных выше операционных систем. Нередко
относятся сюда и поддержка кластеров, то есть ряда однотипных
компьютеров, которые выполняют одну и ту же задачу и делят между собой
нагрузки. А также возможности резервирования и дублирования; и
реконфигурации аппаратного и программного обеспечения без перезагрузки
операционной системы.
Предпочтение аппаратной платформы и серверной операционной
системы для этой операционной системы главным образом определено тем,
какие должны быть выполнены приложения под ее управлением (обязательно
выбранные приложения должны существовать в версии для этой платформы)
и какие требования должны предъявляться к ее надежности, доступности и
производительности. [2, с.45]
На сегодняшний день существует огромное количество серверных
операционных систем разных производителей.
Сегодня достаточно широко применяются серверные версии
операционной системы Windows (продукт корпорации Майкрософт) -
благодаря невысокой общей стоимости владения и удобному
администрированию.
Одним из шагов в развитии операционных систем, а именно Windows
18
2000, стало создание семейства Windows Server 2016. Основные
отличительные особенности этого семейства операционных систем это
присутствие в их составе платформы Microsoft .NET Framework и поддержка
Web-сервисов XML, вплоть до UDDI-сервера, присутствующего в составе
операционной системы. На данный момент Windows Server 2016 - это самая
популярная операционная система Microsoft в корпоративном секторе.
Одним из важных достоинств UNIX становится открытость ее, которая
позволила существовать как коммерческим, так и некоммерческим версиям
UNIX одновременно. [3, с.75]
Общие для всех версий UNIX особенности – это многопользовательский
режим, имеющий средства защиты данных от несанкционированных
доступов, пользование механизмами виртуальной памяти и свопинга,
реализация в режиме разделения времени мультипрограммной обработки,
унификация операций ввода-вывода, различные средства взаимодействия
процессов, в том числе межсетевого, иерархическая файловая система.
На сегодняшний день в число наиболее известных коммерческих версий
UNIX входит операционная система Sun Solaris (Sun Microsystems). Данная ОС
представляет собой одну из самых популярных платформ для разработки
корпоративных решений и обладает развитыми средствами поддержки
сетевого взаимодействия. Для нее существует около 12 тысяч различных
приложений, в том числе это серверы приложений и СУБД практически от
всех ведущих производителей.
Операционная система Solaris характеризуется высокой
масштабируемостью и соответствует множеству промышленных стандартов.
Эта операционная система (ОС) обеспечивает практически линейный рост
производительности для подавляющего большинства приложений при
увеличивающемся числе процессоров за счет симметричных
многопроцессорных вычислений. На данный момент Solaris поддерживает
19
процессоры Intel x86 и SPARC.
В компании Hewlett-Packard разработана операционная система HP-UX
(Hewlett-Packard), являющаяся потомком AT&T System V. Последняя ее
версия, HP-UX 11i, является доступной двум аппаратным платформам —
PA_RISC и Itanium — и главным образом ориентирована на серверы Hewlett-
Packard-производства.
Особенностями HP-UX 11i необходимо назвать средства интеграции с
Linux и Windows, в их числе средства повышения производительности Java-
приложений, а также средства переноса Java-приложений, которые
разработаны для этих платформ. Помимо этого, HP-UX 11i поддерживает
Linux API, и это гарантирует перенос приложений между Linux и HP-UX.
Заметим, что приложения для HP-UX 11i переносятся между двумя
аппаратными платформами, поддерживаемыми ею, без перекомпиляции и
изменений. [33, с.145]
Весьма широк для данной операционной системы выбор программного
обеспечения - это и серверы приложений ведущих производителей, и Web- и
WAP-серверы, и серверы поиска, и службы каталогов, и средства
кэширования.
AIX (IBM) - это своеобразный клон UNIX производства IBM, который
предназначен для выполнения на серверах IBM @server pSeries и RS/6000.
AIX предоставляет возможность самонастройки системы при помощи
функций наращивания мощности по мере необходимости и разгрузки
процессоров, а также обладает средствами самооптимизации и самозащиты,
самовосстановления, которые включают систему упреждающего анализа
неисправностей и технологию протоколирования системных ошибок.
Проанализируем операционную систему Linux и FreeBSD. [4, с.68]
ОС Linux является некоммерческим продуктом категории Open Source
для платформы Intel. Тысячи энтузиастов создавали его на протяжении 10 лет.
20
Перечень серверных продуктов для Linux, пожалуй, такой же внушительный,
как для Solaris, HP-UX и AIX, и включает в себя такие популярные продукты,
как серверные СУБД, Web-сервер Apache и практически от всех
производителей - серверы приложений.
Одно из серьезных преимуществ Linux – это низкая стоимость
приобретения, хотя непосредственно операционная система является
некоммерческим продуктом, сертифицированные дистрибутивы Linux —
обычно коммерческие продукты. Помимо этого, некоторые компании, в том
числе IBM, вкладывают существенные средства в развитие Linux как
серверной платформы, и одновременно стремятся к реализации
совместимости с Linux в своих коммерческих версиях UNIX, рассчитывая на
возможный переход на вышеуказанные операционные системы с Linux.
Также одна из известных некоммерческих версий UNIX – это FreeBSD,
доступная для платформ DEC Alpha и Intel. Основой для FreeBSD послужил
дистрибутив BSD UNIX, который был выпущен группой исследователей
вычислительных систем Калифорнийского университета (Беркли).
Одними из основных особенностей последней версии этой
операционной системы - Novell NetWare 6.5 - являются возможность создания
распределенных географически кластеров, наличие инструментов управления
удаленными сетевыми ресурсами, средств поддержки удаленных и мобильных
пользователей, а также средств синхронизации информации о пользователях
и приведения в соответствие каталогов в смешанных средах между собой. С
помощью служб каталогов NDS eDirectory осуществлена защита данных в
Novell NetWare 6.5.
Обычно данная ОС применяется как сетевой и файловый сервер, сервер
групповой работы и печати. [40, с.77]
1.3 Обоснование выбора операционной системы для построения
вычислительной сети
21
Самая популярная на сегодняшний день серверная операционная
система в ряду серверных ОС от Майкрософт - это Microsoft Windows Server
2016. Здесь реализованы интересные средства администрирования и
управления системой, которые впервые появились в Windows 2000.
Некоторые из них:
Active Directory — это масштабируемая и расширяемая служба
каталогов, использующая пространство имен, имеющее своей основой
стандартную Интернет-службу именования доменов - Domain Name System,
DNS;
IntelliMirror — это средства конфигурирования, которые
поддерживают зеркальное отображение параметров среды и пользовательских
данных, а также центральное администрирование обслуживания и установки
программного обеспечения;
Terminal Services — это службы терминалов, которые обеспечивают
управление другими системами Windows Server 2016 и удаленный вход в
систему; [25, с.95]
Windows Script Host — это сервер сценариев Windows для
автоматизации следующих распространенных задач администрирования -
создания отчетов по журналам событий и учетных записей пользователей.
Несмотря на то, что у Windows Server 2016 множество и других
возможностей, именно эта четверка наиболее важна для выполнения
администрирования и его задач. Максимально это относится к ActiveDirectory.
Теснейшим образом со способами решения задач администрирования связана
архитектура системы безопасности Windows Server 2016. Административные
шаблоны и Active Directory позволяют применить параметры безопасности ко
всем серверам учреждения и рабочим станциям. Иначе говоря, настраивается
защита данных всего предприятия в целом, а не каждого конкретного
компьютера.
22
Важнейшей целью при разработке Windows Server 2016 была
надежность. В новой ОС свое развитие получил ряд технологий, которые
появились в Windows 2000 Server. Это поддержка Plug and Play, смарт-карт,
регулирование использования сетевых ресурсов - bandwith throttling. Такие
новые технологии как CLR — common language runtime (общеязыковая
исполняющая среда) помогают уберечь сети от влияния плохо написанных
или вредоносных программ и усиливают средства защиты. [38, с.115]
Помимо этого, упрощают обеспечение безопасности Windows Server
2016 улучшения в Internet Information Services (IIS) 6.0, инфраструктуре
открытых ключей (РКТ — public key infrastructure) и Kerberos. Более
эффективная репликация, синхронизация и кэширование регистрационных
параметров пользователей в филиальных контроллерах доменов обеспечивает
работу службы Microsoft Active Directory в ненадежных глобальных сетях
быстрее и качественнее. Таковы следующие ключевые средства обеспечения
надежности.
Из-за расширенной поддержки кластеров Windows Server 2016
предоставлены большие возможности по поддержанию постоянной
готовности. Абсолютной необходимостью стала поддержка кластеров для
организаций, которые используют критически важные приложения. В том
числе и для электронной коммерции, потому что кластеры заметно повышают
масштабируемостью, готовность и управляемость.
По сравнению с предыдущими версиями Windows Настройка и
установка кластеров в Windows Server 2016 значительно упрощена - сетевые
средства сокращают простои и обеспечивают при сбоях (failover) большие
возможности по переключению. Кластеры размером до 8 узлов
поддерживаются Windows Server 2016. В случае, если один из узлов стал вдруг
недоступен при проведении регламентных работ или из-за сбоя, он тут же
будет замещен другим узлом. Такой процесс называется failover