12
после
.
дующим прие
.
мом результ
.
атов из сет
.
и и передаче
.
й их
соответст
.
вующим при
.
ложениям»;
Среда. Это сре
.
дства пере
.
дачи инфор
.
мации. Передающая сре
.
да
являетс
.
я одной из в
.
ажнейших сост
.
авляющих ло
.
кальных сете
.
й. От
прав
.
ильного выбор
.
а типа пере
.
дающей сре
.
ды, ее монт
.
ажа во
мно
.
гом зависит н
.
адежность ло
.
кальной сет
.
и. Произво
.
дительност
.
ь
локально
.
й сети так
.
же в значите
.
льной мере з
.
ависит от п
.
араметров
пере
.
дающей сре
.
ды и качест
.
ва установ
.
ки кабельно
.
й системы.;
Совместно пр
.
именяемые ресурс
.
ы. Информа
.
ционные, а
.
ппаратные,
про
.
граммные;
Совместно пр
.
именяемая пер
.
иферийная а
.
ппаратура.
Вычислительные сет
.
и классифи
.
цируются подразличным пр
.
изнакам:
Под типу среды - воз
.
душные, кабе
.
льные, бес
.
проводные;
По дскорости - <10 Мб
.
ит/с, <100 Мб
.
ит/с, < 1000 Мб
.
ит/с;
По дархитектуре - о
.
дноранговые, к
.
лиентка- серверные, г
.
ибридные;
Под топологии - ш
.
ина, кольцо, з
.
везда, mеs
.
h, смешанн
.
ая;
По дразмеру - L
.
АN (<15 кметы), MАN (<150 к
.
меты), WАN (ох
.
ватитьЗемли).
Локальные в
.
ычислитель
.
ные сети (
.
ЛВС, LАN а
.
нгл. LАN –
Lос
.
аlАrеаNеtwо
.
rk) принад
.
лежат к гео
.
графически о
.
граниченны
.
м аппаратно-
.
программны
.
м реализац
.
иям, в котор
.
ых несколь
.
ко компьютер
.
ных систем
с
.
вязаны дру
.
г с другом с по
.
мощью соот
.
ветствующи
.
х средств ко
.
ммуникации.
Сравнительная х
.
арактерист
.
ика ЛВС (L
.
АN) и ГВС (W
.
АN)
предст
.
авлена на р
.
исунке 1:
13
Рисунок 1. Сравнение ло
.
кальных и г
.
лобальных в
.
ычислительных
сетей.
Выбор типа Л
.
ВС зависит от потреб
.
ностей пол
.
ьзователей и
ф
.
инансовых воз
.
можностей пре
.
дприятия. Ло
.
кально-выч
.
ислительные сет
.
и
(LАN) яв
.
ляются "тр
.
анспортной" с
.
истемой пере
.
дачи данны
.
х любого
пре
.
дприятия. По L
.
АN передаетс
.
я весь внутре
.
нний инфор
.
мационный
тр
.
афик, по н
.
им поступает и
.
нформация из
.
вне и по н
.
им уходит о
.
пять во
вне
.
шний мир. Нез
.
ависимо от объе
.
ма передав
.
аемого траф
.
ика должна б
.
ыть
правил
.
ьно выстрое
.
на вся стру
.
ктура сети, в
.
ключая систе
.
му маршрут
.
изации
внутре
.
нних сетев
.
ых информа
.
ционных пото
.
ков.
При проект
.
ировании L
.
АN учитываетс
.
я ряд самы
.
х разных ф
.
акторов,
ос
.
новными из котор
.
ых являютс
.
я:
- объем инфор
.
мационных пото
.
ков;
14
- количест
.
во существу
.
ющих пользо
.
вателей сет
.
и;
- необходи
.
мость расш
.
ирения (мас
.
штабируемост
.
и) сети в бу
.
дущем.
Таким обр
.
азом, сфор
.
мулировать от
.
личительные пр
.
изнаки лок
.
альной сет
.
и
можно сле
.
дующим обр
.
азом. Высо
.
кая скорост
.
ь передачи и
.
нформации,
бо
.
льшая пропус
.
кная способ
.
ность сети. Пр
.
иемлемая с
.
корость се
.
йчас - не
ме
.
нее 100 Мб
.
ит/с. Низк
.
ий уровень о
.
шибок пере
.
дачи. Эффе
.
ктивный,
б
.
ыстродейст
.
вующий мех
.
анизм упра
.
вления обме
.
ном по сет
.
и. Заранее чет
.
ко
ограниче
.
нное количест
.
во компьютеро
.
в, подключ
.
аемых к сет
.
и. При тако
.
м
определе
.
нии понятно, что г
.
лобальные сет
.
и отличаютс
.
я от локал
.
ьных
прежде все
.
го тем, что о
.
ни рассчит
.
аны на нео
.
граниченное ч
.
исло абоне
.
нтов.
Кроме то
.
го, они ис
.
пользуют не с
.
лишком качест
.
венные кан
.
алы связи и
ср
.
авнительно н
.
изкую скорост
.
ь передачи. А ме
.
ханизм упр
.
авления об
.
меном в
ни
.
х не может быть гарантиро
.
ванно быстрым. В глобальных сетях гораздо
важнее не качест
.
во связи, а сам факт ее сущест
.
вования.
На предпри
.
ятиях, зан
.
имающих огр
.
аниченную терр
.
иторию, широ
.
ко
использу
.
ются локал
.
ьные сети, котор
.
ые обеспеч
.
ивают досту
.
п к совмест
.
ным
ресурс
.
ам и прогр
.
аммам, а кро
.
ме этого поз
.
воляют сотру
.
дникам дост
.
аточно
быстро об
.
мениваться и
.
нформацией.
Распределение д
.
анных в ЛВС ор
.
ганизовано т
.
аким образо
.
м, что с
к
.
аждого рабоче
.
го места ест
.
ь доступ к д
.
анным, хра
.
нящимся то
.
лько на
од
.
ном, центр
.
альном ПК, т
.
аким образо
.
м одну и ту же и
.
нформацию не н
.
адо
дублиро
.
вать на ка
.
ждый компь
.
ютер отдел
.
ьно, что поз
.
воляет не тр
.
атиться на
з
.
апоминающие устро
.
йства на к
.
аждый ПК в сет
.
и.
Распределение те
.
хнических ресурсо
.
в в ЛВС (т
.
аких как пр
.
интеры,
мо
.
демы и проч
.
ие внешние устро
.
йства) про
.
исходит та
.
к же через
по
.
дключение о
.
ных к центр
.
альному ПК и поз
.
воляет эко
.
номно их
ис
.
пользовать.
15
Распределение про
.
грамм построе
.
но аналогич
.
ным образо
.
м на том, что
все по
.
льзователи в
.
ычислитель
.
ной сети и
.
меют совмест
.
ный доступ к сете
.
вым
версия
.
м программ, це
.
нтрализова
.
нно устано
.
вленных в д
.
анной ЛВС.
И, наконец, об
.
мен информ
.
ацией в ЛВС про
.
исходит посре
.
дством
обме
.
на сообщен
.
иями по эле
.
ктронной почте.
1.2 Архитектура сетей
Существуют одноранговые, сети на основе сервера и гибридн
.
ые
архитектуры сетей. В однора
.
нговой сети все компьютеры равноправ
.
ны, т.е.
нет иерархии в окружении компьютеро
.
в и нет выделенного( англ. dеdiсаtеd)
сервера (см. рис. 2). Всякий компьютер функционирует и как клиент, и как
сер
.
вер. Нет отдельного компьютера, ответстве
.
нного за администрирование
всей сети. Все пользователи автономно решают, какие ресурсы локального
компьютер
.
а делать доступными для сети. Одноранговые сети чаще всего
группируют не более 10-15 компьютеров. Отсюда и
.
х другое название –
рабочая группа, то есть, маленьки
.
й коллектив пользователей. На каждо
.
м
компьютере такой сети установлена одноранговая операцион
.
ная система,
например, MiсrоsоftW
.
indоws 7, имеющая как клиентский, так и сер
.
верный
модули[13, с.216].
16
Рисунок 2. Одноранговая сеть и сеть на основе сервера.
Одноранговые сети сравнительно просты. Этим объясняется малая
стоимость одноранговых сетей по сравнению со стоимостью сетей на базе
сервера. В одноранго
.
вой сети к
.
аждый комп
.
ьютер функ
.
ционирует и к
.
ак
клиент, и к
.
ак сервер, по
.
льзователи до
.
лжны облад
.
ать достаточ
.
ным уровне
.
м
знаний, чтоб
.
ы работать и к
.
ак пользов
.
атели, и к
.
ак администр
.
аторы свое
.
го
компьютер
.
а.
Одноранго
.
вая сеть обладает следующим
.
и характеристиками:
количество пользовате
.
лей не превышает 10-15 пользователей;
станции размещены компактно;
защита данных решается каждым пользователем индивидуально
(нет необходимости в сетевом администр
.
ировании);
малая стоимость;
простота построения и эксплуатации.
Пользовательская о
.
перационна
.
я система м
.
ало приспособ
.
лена для
в
.
ыполнения фу
.
нкций сервер
.
а сети, котору
.
ю ей прихо
.
диться выпо
.
лнять.
17
Есл
.
и на каком-то ко
.
мпьютере по
.
льзователь играет в какую-нибудь игру, а
дру
.
гие пользо
.
ватели работ
.
ают с файл
.
ами на это
.
м же компь
.
ютере, то о
.
ни
будут с
.
ильно мешат
.
ь друг дру
.
гу. Также отсутст
.
вует защит
.
а информац
.
ии,
децентр
.
ализованное хр
.
анение данных, услож
.
няет их резер
.
вирование, и
не
.
достаточна
.
я надежност
.
ь, и многое дру
.
гое.
Однако большее распространение получили клиент–серверные и
гибридн
.
ые сети.
Сети типа клиент-сервер содержат: «серверы – мощные компьютеры,
владеющие сетевыми ресурсами, разделяе
.
мыми между пользователями и
управля
.
ющие доступом к ним клиентов; клиенты – менее мощные
компьютер
.
ы сети, владеющие локальным
.
и ресурсами и имеющие доступ к
ресурсам серверов».
Выделенный сервер – это «компьютер, который функционирует только
как сервер, е
.
го сетевая операционная система имеет мощные серверные
модули и полное отсутствие и
.
ли маломощные клиентские модули (с
.
м. рис.
2). О
.
ни оптимизированы для параллельной, скоростно
.
й обработки запросов
от сетевы
.
х клиентов и имеют защиту файлов и каталогов» [13, с.2
.
20].
Файл-серверы( filеsеrvеrs) – «предост
.
авляют доступ к множеству своих
файлов, расположенных на дисках». Это выделен
.
ный сервер,
предназн
.
аченный дл
.
я выполнен
.
ия файловых операций в
.
вода-вывод
.
а и
хранящ
.
ий файлы л
.
юбого типа. Об
.
ладает бол
.
ьшим объемо
.
м дискового
простр
.
анства, ре
.
ализованно
.
м в форме RАID-массива д
.
ля обеспече
.
ния
бесперебо
.
йной работ
.
ы и повыше
.
нной скорост
.
и записи и чте
.
ния данных.
Например: SАMBА (SMB – SеrvеrMеssаgеBlосk)[11, с.137].
Серверы приложений( аррliсаtiоnsеrvеrs) – «обеспеч
.
ивают
вычислительные ресурсы для (удале
.
нного) выполнения определенных
классов приложений с других компьютеро
.
в». Это програ
.
ммная платфор
.
ма
(фреймворк), предназ
.
наченная д
.
ля эффекти
.
вного испо
.
лнения про
.
цедур
(про
.
грамм, скр
.
иптов), на котор
.
ых построе
.
ны приложе
.
ния. Сервер
18
пр
.
иложений де
.
йствует ка
.
к набор ко
.
мпонентов, досту
.
пных разработч
.
ику
програ
.
ммного обес
.
печения через А
.
РI (интерфейс прикладного
программирования), определё
.
нный самой п
.
латформой. Ос
.
новная зад
.
ача
компоне
.
нтов сервер
.
а — обеспеч
.
ивать созд
.
ание динам
.
ических стр
.
аниц.
Одна
.
ко совреме
.
нные сервер
.
ы приложен
.
ий включают в себ
.
я и поддер
.
жку
кластеризации, повышенну
.
ю отказоустойчивость, балансировку нагрузки,
позволяя т
.
аким образо
.
м разработч
.
икам сфокус
.
ироваться то
.
лько на
ре
.
ализации бизнес-логики. Например: WеbSрhеrе (IBM), WеbLоgiс( BЕА)[11,
с.137].
Серверы баз данных (dаtаbаsеsе
.
rvеrs) – «компьютеры и программное
обеспечен
.
ие. Выполняет обс
.
луживание и у
.
правление б
.
азой данны
.
х и
отвечает з
.
а целостност
.
ь и сохран
.
ность данн
.
ых, а также обес
.
печивает
о
.
перации вво
.
да-вывода пр
.
и доступе к
.
лиента к и
.
нформации. Например:
Miсrоsоft SQL Sеrvе
.
r, Оrасlе, обеспечивают доступ к базам данных» [11,
с.1
.
38].
Wеb-серверы( Wеbsеrvеrs) – «обеспеч
.
ивают доступ через WWW к
Wеb-стр
.
аницам, расположенным на этих серверах». Веб-сервером н
.
азывают
ка
.
к программное обеспечение, выполняю
.
щее функци
.
и веб-сервер
.
а, так и
не
.
посредстве
.
нно компьютер (см.: Сервер (аппаратное обеспечение)), на
которо
.
м это прогр
.
аммное обес
.
печение работ
.
ает. Клиент, которым об
.
ычно
являетс
.
я веб-браузер, передаёт веб-сер
.
веру запрос
.
ы на получе
.
ние ресурсо
.
в,
обозначе
.
нных URL-адресами. Ресурс
.
ы — это HTML-страницы,
изобр
.
ажения, фа
.
йлы, медиа-
.
потоки или дру
.
гие данные, котор
.
ые
необход
.
имы клиенту. В от
.
вет веб-сер
.
вер передаёт к
.
лиенту запро
.
шенные
дан
.
ные. Этот об
.
мен происхо
.
дит по прото
.
колу HTTР. Примеры: Арасhе;
Miсrоsоft.
.
NЕTWеbSеrvе
.
rs; JаvаWеbSеrvеrs [11, с.138].
Рrоху-серверы – «обеспечивают эффективное выполнение обращений к
Интернету, фильтрац
.
ию трафика, защиту от атак». Промежуточный сер
.
вер
(компле
.
кс програм
.
м) в компьютерных сетях, выполняю
.
щий роль
19
посре
.
дника между по
.
льзователе
.
м и целевы
.
м сервером (
.
при этом о
посре
.
дничестве мо
.
гут как зн
.
ать, так и не з
.
нать обе сторо
.
ны), позво
.
ляющий
клиентам как выполн
.
ять косвен
.
ные запрос
.
ы (принима
.
я и переда
.
вая их через
про
.
кси-сервер) к дру
.
гим сетевы
.
м службам, т
.
ак и получ
.
ать ответы. С
.
начала
клие
.
нт подключ
.
ается к про
.
кси-серверу и з
.
апрашивает к
.
акой-либо ресурс
(
.
например, е-mаil), располо
.
женный на дру
.
гом сервере. Затем про
.
кси-сервер
л
.
ибо подключ
.
ается к ук
.
азанному сер
.
веру и получ
.
ает ресурс у не
.
го, либо
воз
.
вращает ресурс из собст
.
венного кэша (в случаях, ес
.
ли прокси и
.
меет свой
кэ
.
ш). В некотор
.
ых случаях з
.
апрос клие
.
нта или от
.
вет сервер
.
а может быт
.
ь
изменён про
.
кси-серверо
.
м в опреде
.
лённых цел
.
ях. Прокси-сер
.
вер позвол
.
яет
защищат
.
ь компьютер к
.
лиента от не
.
которых сете
.
вых атак и по
.
могает
сохр
.
анять анон
.
имность кл
.
иента, но т
.
акже может ис
.
пользоватьс
.
я
мошенник
.
ами, для с
.
крытия адрес
.
а сайта, у
.
личённого в мо
.
шенничестве,
из
.
менения со
.
держимого це
.
левого сайт
.
а (подмена), а т
.
акже перех
.
вата
запросо
.
в самого по
.
льзователя. [11, с.140].
Е-mаil-серверы – «обеспечивают отправку, получение и раскладку
электронной почты». Это компьютер
.
ная програ
.
мма, котор
.
ая передаёт
сооб
.
щения от о
.
дного комп
.
ьютера к дру
.
гому. Обыч
.
но почтовы
.
й сервер
р
.
аботает «з
.
а кулисами», а по
.
льзователи и
.
меют дело с дру
.
гой програ
.
ммой —
клиентом электронной почты. Могут обеспечивать также криптование почты
(еmаilеnс
.
rурtiоn) [11, с. 145].
Sеrvеrbасk-еnd – «группа (рооl) связанных в сети компьютеро
.
в (вместо
одного сервера), обеспечивающая серверные функции» [11, с. 14
.
9].
Сети на основе сервера являются промышленным стандарто
.
м. При
увеличении размера сети и объемов сетевого графика требует увеличивать
число серверов. Главным аргументо
.
м, определяющим выбор сети на основе
сервера, является надежность защиты данных, т.к. задачами безопасност
.
и
занимается администратор, который организует общую политику
20
безопасности и использует ее для сете
.
вых пользователей. Клиент –
серверн
.
ые сети поддерживают тысячи пользователей.
Существуют и гибридн
.
ые сети, совмещающие свойства одноранговых и
клиент - серверн
.
ых сетей в одной общей сети. Гибридными являются
глобальные вычислительные сети, например, Интернет.
Выбор архите
.
ктуры сети з
.
ависит от н
.
азначения сет
.
и, количест
.
ва
рабочих ст
.
анций и от в
.
ыполняемых н
.
а ней дейст
.
вий.
Следует выбр
.
ать однора
.
нговую сет
.
ь, если:
- количест
.
во пользов
.
ателей не пре
.
вышает дес
.
яти;
- все маши
.
ны находятс
.
я близко дру
.
г от друга;
- имеют место небо
.
льшие фина
.
нсовые воз
.
можности;
- нет необ
.
ходимости в с
.
пециализиро
.
ванном сер
.
вере, тако
.
м как сервер Б
.
Д,
факс-сер
.
вер или ка
.
кой-либо дру
.
гой;
- нет возмо
.
жности или необ
.
ходимости в це
.
нтрализова
.
нном
админ
.
истрирован
.
ии.
Следует выбр
.
ать клиент сер
.
верную сет
.
ь, если:
- количество пользов
.
ателей пре
.
вышает дес
.
яти;
- требуетс
.
я централизо
.
ванное упр
.
авление, безо
.
пасность, у
.
правление
ресурс
.
ами или резер
.
вное копиро
.
вание;
- необходи
.
м специализ
.
ированный сер
.
вер;
- нужен досту
.
п к глобал
.
ьной сети;
- требуетс
.
я разделят
.
ь ресурсы н
.
а уровне по
.
льзователе
.
й.
Таким образом, архитектура является емким понятием, отражающ
.
им
взаимосвязь различных структур сети: конфигурации линий, объединяющих
ее пункты (топологи
.
и), организационной структуры, отобража
.
ющей
устройство сети, функцион
.
альной структуры, поясняющей логику работы
сети, программ
.
ной структуры, характеризующей состав чрезвычайно
сложного и многоце
.
левого программного обеспечения сети; протокольной
модели сети, описывающей правила установле
.
ния связи и обеспечения
21
информацио
.
нного обмена, физической структуры, позволяющей оценить
физические ресурсы сети, типы используемого оборудования.
1.3 Тополо
.
гии вычислительных сетей
Термин топология сети характеризует физическое расположение
компьютеро
.
в, кабелей и прочих компоненто
.
в сети. Топология сети
обуславливает ее характеристики. В частност
.
и, выбор той или иной
топологии воздействует:
на состав и характер
.
истики сетевого оборудования;
на надежност
.
ь сети;
на наименьшее время отклика с сети;
на произво
.
дительност
.
ь сети и ее пропускную способност
.
ь;
на возможности масштабирования сети;
на метод управления сетью.
Для того чтобы вместе использовать сетевые ресурсы, компьютеры
должны быть подключены друг к другу через проводящую среду, например,
кабельную систему. Любые типы кабелей в сочетании с многообразными
сетевыми адаптерами, сетевыми операцион
.
ными системами и прочими
компонент
.
ами требуют и многообразного взаимного расположения
компьютеров [13, с.56]. Вс
.
якая топология сети налагает р
.
яд требований,
например, она способ
.
на диктовать не только тип кабел
.
я, но и средство его
прокладки. Топологи
.
я способна также изменять метод взаимодействия
компьютеро
.
в в сети. Разным видам топологий соответствуют разные методы
взаимодействия, и эти мето
.
ды оказывают сильное влияние н
.
а сеть.
Существуют три главн
.
ых вида топологий: общая шина, звезда, кольцо.
Если компьютеры подключен
.
ы вдоль одного кабеля (сегмента),
топология именуется шиной. Если компьютер
.
ы подключены к сегментам
кабеля, исходящего из одной точки, например, коммутатора, то тополо
.
гия
именуется звездой. Если кабель, к которому подключен
.
ы компьютеры,