Архитектура терминал – главный компьютер
Тема 2 «Сетевые топологии»
Прежде чем говорить про топологии сетей, необходимо сказать несколько слов о компонентах компьютерных сетей и о классификации компьютерных сетей.
Компоненты компьютерной сети
Маршрут, по которому сообщение идет от источника к месту назначения, может быть простым (например, один кабель, соединяющий один компьютер с другим), или сложным (например, сети, буквально охватывающие весь мир). Такая сетевая инфраструктура обеспечивает стабильный и надежный канал для передачи данных.
Сетевая инфраструктура включает в себя три категории компонентов сети.
- Устройства
- Средства подключения
- Сервисы
Устройства и средства подключения - это физические элементы или аппаратное обеспечение сети.
Аппаратное обеспечение зачастую является видимой частью сетевой платформы: ноутбук, ПК, коммутатор, маршрутизатор, беспроводная точка доступа или кабели, используемые для соединения устройств.
Сервисы включают в себя множество сетевых приложений, которые люди используют ежедневно, например сервисы электронной почты и веб-хостинга. Процессы обеспечивают функциональность, посредством которой сообщения направляются и перемещаются в пределах сети. Процессы менее очевидны для нас, но критически важны для работы сетей.
Оконечные устройства
Сетевые устройства, с которыми пользователи знакомы лучше всего, называются оконечными устройствами. Примеры оконечных устройств представлены на рис. 1.
|
|
|
Рисунок 1 –Оконечные устройства
Оконечное устройство является либо отправителем (источником), либо получателем (адресатом) сообщения, передаваемого по сети. Каждому оконечному устройству в сети назначается адрес, чтобы устройства можно было отличить. Если оконечное устройство инициирует обмен данными, то в качестве получателя сообщения оно использует адрес оконечного устройства назначения.
Промежуточные сетевые устройства
Промежуточные устройства соединяют отдельные оконечные устройства с сетью и могут соединять несколько отдельных сетей для создания объединенной сети. Такие устройства обеспечивают подключение и прохождение потоков данных по сети.
Для определения пути передачи сообщения промежуточные устройства используют адрес оконечного устройства назначения в сочетании с информацией о связях в сети. Примеры распространенных промежуточных устройств показаны на рисунке.
Средства сетевого подключения
Связь в сети осуществляется через среды передачи данных Средство подключение предоставляет собой канал, по которому сообщение передается от источника к адресату.
В современных сетях в основном используются три типа средств подключения, связывающих устройства и обеспечивающих маршрут передачи данных:
|
|
|
· Металлические провода в кабелях — данные кодируются в электрические импульсы.
· Стеклянные или пластиковые волокна (оптоволоконный кабель) — данные кодируются в световые импульсы.
· Беспроводная передача — данные кодируются при помощи электромагнитных волн радиочастотного диапазона.
Типы средств подключения различаются возможностями и преимуществами.
Классификация компьютерных сетей
Сети обычно находится в частном ведении пользователя и занимают некоторую территорию и по территориальному признаку разделяются на:
· Локальные вычислительные сети (ЛВС) или Local Area Network (LAN), расположенные в одном или нескольких близко расположенных зданиях. ЛВС обычно размещаются в рамках какой-либо организации (корпорации, учреждения), поэтому их называют корпоративными.
· Распределенные компьютерные сети, глобальные или Wide Area Network (WAN), расположенные в разных зданиях, городах и странах, которые бывают территориальными, смешанными и глобальными. В зависимости от этого глобальные сети бывают четырех основных видов: городские, региональные, национальные и транснациональные. В качестве примеров распределенных сетей очень большого масштаба можно назвать: Internet, EUNET, Relcom, FIDO.
|
|
|
· Региональные сети (MAN – Metropoliten Area Network). Подобные сети существуют в пределах определенного региона (города, района). Каждая такая сеть является частью некоторой глобальной сети и особой спецификой но отношению к глобальной сети не отличается
Архитектура сети
Состав основных элементов в сети зависит от ее архитектуры. Архитектура – это концепция, определяющая взаимосвязь, структуру и функции взаимодействия рабочих станций в сети. Она предусматривает логическую, функциональную и физическую организацию технических и программных средств сети. Архитектура определяет принципы построения и функционирования аппаратного и программного обеспечения элементов сети.
В основном выделяют три вида архитектур: архитектура терминал – главный компьютер, архитектура клиент – сервер и одноранговая архитектура.
Архитектура сети определяет основные элементы сети, характеризует ее общую логическую организацию, техническое обеспечение, программное обеспечение, описывает методы кодирования. Архитектура также определяет принципы функционирования и интерфейс пользователя.
|
|
|
Архитектура терминал – главный компьютер
Архитектура терминал – главный компьютер (terminal – host computer architecture) – это концепция информационной сети, в которой вся обработка данных осуществляется одним или группой главных компьютеров.
Рассматриваемая архитектура предполагает два типа оборудования:
· Главный компьютер, где осуществляется управление сетью, хранение и обработка данных.
· Терминалы, предназначенные для передачи главному компьютеру команд на организацию сеансов и выполнения заданий, ввода данных для выполнения заданий и получения результатов.
Классический пример архитектуры сети с главными компьютерами – системная сетевая архитектура (System Network Architecture – SNA).
Одноранговая архитектура
Одноранговая архитектура (peer-to-peer architecture) – это концепция информационной сети, в которой ее ресурсы рассредоточены по всем системам. Данная архитектура характеризуется тем, что в ней все системы равноправны.
К одноранговым сетям относятся малые сети, где любая рабочая станция может выполнять одновременно функции файлового сервера и рабочей станции. В одноранговых ЛВС дисковое пространство и файлы на любом компьютере могут быть общими. Чтобы ресурс стал общим, его необходимо отдать в общее пользование, используя службы удаленного доступа сетевых одноранговых операционных систем. В зависимости от того, как будет установлена защита данных, другие пользователи смогут пользоваться файлами сразу же после их создания.
ОдноранговыеЛВС достаточно хороши только для небольших рабочих групп.
Одноранговые ЛВС являются наиболее легким и дешевым типом сетей для установки. При соединении компьютеров, пользователи могут предоставлять ресурсы и информацию в совместное пользование.
Одноранговые сети имеют следующие преимущества:
· они легки в установке и настройке;
· отдельные ПК не зависят от выделенного сервера;
· пользователи в состоянии контролировать свои ресурсы;
· малая стоимость и легкая эксплуатация;
· минимум оборудования и программного обеспечения;
· нет необходимости в администраторе;
· хорошо подходят для сетей с количеством пользователей, не превышающим десяти.
Проблемой одноранговой архитектуры является ситуация, когда компьютеры отключаются от сети. В этих случаях из сети исчезают виды сервиса, которые они предоставляли.
Сетевую безопасность одновременно можно применить только к одному ресурсу, и пользователь должен помнить столько паролей, сколько сетевых ресурсов. При получении доступа к разделяемому ресурсу ощущается падение производительности компьютера. Существенным недостатком одноранговых сетей является отсутствие централизованного администрирования.
Использование одноранговой архитектуры не исключает применения в той же сети также архитектуры «терминал – главный компьютер» или архитектуры «клиент – сервер».
Архитектура клиент – сервер
Архитектура клиент – сервер (client-server architecture) – это концепция информационной сети, в которой основная часть ее ресурсов сосредоточена в серверах, обслуживающих своих клиентов (рис. 1.4). Рассматриваемая архитектура определяет два типа компонентов: серверы и клиенты.
Сервер - это объект, предоставляющий сервис другим объектам сети по их запросам. Сервис – это процесс обслуживания клиентов.
Сервер работает по заданиям клиентов и управляет выполнением их заданий. После выполнения каждого задания сервер посылает полученные результаты клиенту, пославшему это задание.
Сервисная функция в архитектуре клиент – сервер описывается комплексом прикладных программ, в соответствии с которым выполняются разнообразные прикладные процессы.
Процесс, который вызывает сервисную функцию с помощью определенных операций, называется клиентом. Им может быть программа или пользователь. На рис. 1.5 приведен перечень сервисов в архитектуре клиент – сервер.
Клиенты – это рабочие станции, которые используют ресурсы сервера и предоставляют удобные интерфейсы пользователя.Интерфейсы пользователя это процедуры взаимодействия пользователя с системой или сетью.
Клиент является инициатором и использует электронную почту или другие сервисы сервера. В этом процессе клиент запрашивает вид обслуживания, устанавливает сеанс, получает нужные ему результаты и сообщает об окончании работы.
В сетях с выделенным файловым сервером на выделенном автономном ПК устанавливается серверная сетевая операционная система. ЭтотПК становится сервером. Программное обеспечение (ПО), установленное на рабочей станции, позволяет ей обмениваться данными с сервером. Наиболее распространенные сетевые операционная системы:
· NetWare фирмы Novel;
· Windows NT фирмы Microsoft;
· UNIX фирмы AT&T;
· Linux.
Помимо сетевой операционной системы необходимы сетевые прикладные программы, реализующие преимущества, предоставляемые сетью.
Сети на базе серверовимеют лучшие характеристики и повышенную надежность. Сервервладеет главными ресурсами сети,к которым обращаются остальные рабочие станции.
В современной клиент – серверной архитектуре выделяется четыре группы объектов: клиенты, серверы, данные и сетевые службы. Клиенты располагаются в системах на рабочих местах пользователей. Данные в основном хранятся в серверах. Сетевые службы являются совместно используемыми серверами и данными. Кроме того службы управляют процедурами обработки данных.
Сети клиент – серверной архитектуры имеют следующие преимущества:
· позволяют организовывать сети с большим количеством рабочих станций;
· обеспечивают централизованное управление учетными записями пользователей, безопасностью и доступом, что упрощает сетевое администрирование;
· эффективный доступ к сетевым ресурсам;
· пользователю нужен один пароль для входа в сеть и для получения доступа ко всем ресурсам, на которые распространяются права пользователя.
Наряду с преимуществами сети клиент – серверной архитектуры имеют и ряд недостатков:
· неисправность сервера может сделать сеть неработоспособной, как минимум потерю сетевых ресурсов;
· требуют квалифицированного персонала для администрирования;
· имеют более высокую стоимость сетей и сетевого оборудования.
Выбор архитектуры сети
Выбор архитектуры сети зависит от назначения сети, количества рабочих станций и от выполняемых на ней действий.
Следует выбрать одноранговую сеть, если:
· количество пользователей не превышает десяти;
· все машины находятся близко друг от друга;
· имеют место небольшие финансовые возможности;
· нет необходимости в специализированном сервере, таком как сервер БД, факс-сервер или какой-либо другой;
· нет возможности или необходимости в централизованном администрировании.
Следует выбрать клиент серверную сеть, если:
· количество пользователей превышает десяти;
· требуется централизованное управление, безопасность, управление ресурсами или резервное копирование;
· необходим специализированный сервер;
· нужен доступ к глобальной сети;
· требуется разделять ресурсы на уровне пользователей.
Топологии сети
Топология сети описывает расположение или взаимосвязь сетевых устройств, а также соединения между ними. Топологии LAN и WAN можно рассматривать с двух точек зрения.
· Физическая топология. Этот термин относится к физическим соединениям и определяет, каким образом соединяются друг с другом оконечные устройства и устройства сетевой инфраструктуры, такие как маршрутизаторы, коммутаторы и беспроводные точки доступа. Физическая топология чаще всего организована по схеме «точка-точка» или «звезда». (См. рисунок 1.)
· Логическая топология: термин, используемый для описания путей передачи кадров между узлами. Структура логической топологии состоит из виртуальных соединений между узлами сети. Эти логические пути сигналов определены протоколами канального уровня. Логическая топология каналов «точка-точка» сравнительно проста, хотя совместно используемая среда подключения позволяет применять различные методы управления доступом.
При управлении доступом данных к среде канальный уровень «видит» логическую топологию сети. Именно логическая топология влияет на выбор типа кадрирования в сети и управления доступом к среде.
Соединения в глобальных сетях обычно организуются с помощью следующих физических топологий.
· «Точка-точка» (Point-to-Point): это простейшая топология, представляющая собой постоянное соединение между двумя оконечными точками. Именно по этой причине данная топология глобальной сети является наиболее распространенной.
· «Звездообразная» (Hub and spoke): версия звездообразной топологии для глобальной сети, в которой центральный узел соединен с периферийными с помощью соединений «точка-точка».
· Ячеистая (Mesh): эта топология обеспечивает высокую доступность, но требует, чтобы каждая оконечная система была связана со всеми остальными системами. Поэтому административные и физические расходы могут быть весьма значительными. Каждый канал в такой сети фактически является каналом, связанным с другим узлом соединением «точка-точка».
Гибрид — это вариант или сочетание каких-либо из вышеуказанных топологий. Например, частично-ячеистая сеть — это гибридная топология, в которой соединены некоторые, но не все, конечные устройства.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 2051; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!