Локальные сети

Назначение локальной сети.

Назначение всех компьютерных сетей можно выразить двумя словами: совместный доступ (или совместное использование). Прежде всего имеется в виду совместный доступ к данным. Людям, работающим над одним проектом, приходится постоянно использовать данные, создаваемые коллегами.

Благодаря локальной сети разные люди могут работать над одним проектом не по очереди, а одновременно.

Локальная сеть предоставляет возможность совместного использования оборудования. Часто дешевле создать локальную сеть и установить один принтер на все подразделение, чем приобретать по принтеру для каждого рабочего места.

Файловый сервер сети позволяет обеспечить совместный доступ к программам.

Оборудование, программы и данные объединяют одним термином: ресурсы. Можно считать, что основное назначение локальной сети – доступ к ресурсам. У локальной сети есть также и административная функция.

Контролировать ход работ над проектами в сети проще, чем иметь дело со множеством автономных компьютеров. Если в учебном классе есть локальная сеть, то она тоже выполняет административную функцию, позволяя контролировать ход занятий учащихся. Для связи с внешними ( перифирийными ) устройствами компьютер имеет порты, через которые он способен передавать и принимать информацию.

Нетрудно догадаться, что если через эти порты соединить два или несколько компьютеров, то они смогут обмениваться информацией между собой. В этом случае они образуют компьютерную сеть. Если компьютеры находятся недалеко друг от друга, используют общий комплект сетевого обрудования и управляются одним пакетом программного обеспечения, то такую компьютерную сеть называют локальной.

Простейшие локальные сети используют для обслуживания рабочих групп.

Рабочая группа – это группа лиц, работающих над одним проектом (например над выпуском одного журнала или над разработкой одного самолета) или просто сотрудники одного подразделения.

Прямое соединение. Два компьютера, работающие в операционной системе Windows 95 или Windows 98, можно соединить отрезком кабеля, подключенного к их параллельным портам. В этом случае никакого дополнительного аппаратного и программного обеспечения такой «сети» не требуется. Роль аппаратного соединения выполняет стандартный параллельный порт, а всё программное обеспечение, необходимое для управления содержанием, уже есть в операционной системе. При прямом соединении один из компьютеров назначается ведущим, а другой – ведомым. С ведущего компьютера можно получить доступ ко всем дискам и папкам ведомого компьютера, для которых разрешен совместный доступ.

Оператор ведущего компьютера может управлять передачей данных с одного компьютера на другой.

Достоинством прямого соединения является его простота (не нужно никакого дополнительного аппаратного и программного обеспечения). Недостатком является сравнительно низкая скорость передачи данных.

Поэтому прямое соединение редко применяют в организациях и учреждениях, но широко используют в быту.

Практически все компьютерные игры рассчитанные на несколько участников могут работать в режиме прямого соединения.

Одноранговые сети. Если в сети есть специально выделенный компьютер (файловый сервер), то говорят, что эта сеть типа клиент-сервер. Если специального сервера нет, то все рабочие станции как бы равные возможности, и такую сеть называют одноранговой . У одноранговых сетей есть важная особенность: они не нуждаются в специальном программном обеспечении. В системах Windows 95/98 есть всё необходимое для управления одноранговой локальной сетью. На рабочем столе имеется значок Сетевое окружение, который открывает окно, аналогичное окну Мой компьютер. С его помощью каждый член рабочей группы может войти на другой компьютер группы, и воспользоваться папками и файлами своих коллег, открытыми для совместного пользования.

Система Windows 95/98 позволяет управлять режимами доступа к совместным данным. Такое управление называют системной политикой или системными правилами. Лицо, ответственное за работу локальной сети и настройку системной политики, называется системным администратором. Если в организации имеется локальная сеть, в ней должен быть системный администратор. В его обязанности входит так же инструктаж сотрудников, работающих в локальной сети. Но часто одноранговая сеть – это не лучший выход. Ведь пользовательская операционная система мало приспособлена для выполнения функций сервера сети, которую ей приходится выполнять. И если на каком-то компьютере пользователь играет в DOOM или рисует картинку в Adobe Photoshop , а другие пользователи работают с файлами на этом же компьютере, то они будут сильно мешать друг другу – скорость работы резко снизится. Да и многие другие особенности одноранговых сетей весьма неудобны – и отсутствие защиты информации, и децентрализованное хранение данных, усложняющее их резервирование, и недостаточная надежность, и многое другое.

Поэтому обычно в локальных сетях применяются выделенные компьютеры, занимающиеся только обслуживанием локальной сети и совместно используемых данных – серверы.

Рабочие станции и файловый сервер - Чтобы соединить более двух компьютеров, прямого соединения недостаточно. В этом случае необходимо в каждый компьютер установить сетевую плату, соединить их кабелями и запустить специальные программы, управляющие совместной работой компьютеров. В некоторых сетях есть специальный управляющий компьютеров, который называют файловым сервером. Все «обычные» компьютеры в такой сети называют рабочими станциями. На серверах уровня подразделения (скажем, до 100 компьютеров) используется операционная система Novell NetWare (версии 3.12 или 4.1) или Windows NT Server . Иногда применяются другие ОС – OS /2 Server Advanced , различные варианты UNIC и др. В сетях с большим количеством серверов (скажем, десятком или несколькими десятками) часто используется операционная система Novell NetWare версии 4.1, так как она обеспечивает удобные средства по централизованному управлению ресурсами таких сетей ( Novell Directory Service , NDS ). Ведь, как известно, именно управление ресурсами сети обычно составляет более половины эксплуатационных расходов. В Windows NT Server аналогичные средства удобны лишь для небольших сетей, включающих один сервер или малое количество серверов. В тех случаях, когда к некоторым данным требуется обеспечить доступ сотен и тысяч компьютеров, применяются так называемые серверы уровня предприятия. Они часто уже делаются не на основе микропроцессоров Intel , а скажем, на технике фирмы Sun , на мэйнфреймах (больших компьютерах) фирмы IBM и др. Там требуется особо высокая надежность, многопроцессорная обработка, высочайшая пропускная способность и т.д.

Такими серверами управляют различные варианты UNIX , MVS фирмы IBM и др. Кроме сетевой операционной системы, для эффективной работы пользователей в локальной сети требуется и иное программное обеспечение, которое иногда поставляется вместе с сетевой ОС, а иногда его надо покупать отдельно: - электронная почта обеспечивает доставку писем (а часто и произвольных файлов, а также голосовых и факсимильных сообщений) от одних пользователей локальной сети другим, а иногда позволяет общаться и с удаленными пользователями по модему или через InterNet ; - средства удаленного доступа позволяют подключаться к локальной сети с помощью модема и работать на компьютере, как будто он непосредственно подключен в сеть (разумеется, при этом многие операции будут выполняться дольше, так как модем работает значительно медленнее сетевого контроллера); - средства групповой работы (наиболее популярно из них Lotus Notes ) позволяют совместно работать над документами, обеспечивают согласованность версий документов у разных пользователей, предоставляют средства для организации документооборота предприятия, позволяют организовывать телеконференции – письменный обмен мнениями по различным темам и т.д.; - программы резервирования позволяют создавать резервные копии данных, хранящихся на серверах локальной сети и на компьютерах пользователей, а при необходимости – восстановить данные по их резервной копии; - средства управления локальной сетью позволяют управлять ресурсами локальной сети с одного рабочего места, получать информацию о состоянии и загрузке сети, настраивать производительность сети, управлять системами пользователей сети (например устанавливать на них программное обеспечение) и т.д.

Топология локальной сети.

Конфигурация локальной сети называется топологией. 1. Наиболее простой вид топологии – шина. В такой сети все компьютеры подключены к одному кабелю. 2. На шину похожа структура, которую называют кольцо. 3. Для локальных сетей, основанных на файловом сервере может применяться схема звезда. 4. От схемы зависит состав оборудования и программного обеспечения.

Тополгию выбирают, исходя из потребностей предприятия. Если предприятие занимает многоэтажное здание, то в нем может быть применена схема снежинка, в которой имеются файловые серверы для разных рабочих групп и один центральный сервер для всего предприятия.

Сетевой протокол.

Пакетный протокол.

Работой компьютеров в локальной сети управляют программы. Для того, чтобы все компьютеры могли понимать друг друга, отправлять друг другу запросы и получать ответы, они должны общаться на одном языке. Такой язык общения компьютеров называется протоколом.

Последнее время широкое применение нашли так называемые пакетные протоколы. При использовании протоколов этого типа, данные которыми обмениваются компьютеры, режутся на небольшие блоки.

Каждый блок как бы вкладывается в «конверт» (инкапсулируется), в результате образуется пакет. Пакет содержит как сами данные, так и служебную информацию: от кого отправлен, кому предназначен, какой пакет должен следовать за ним и прочее.

Пакетный протокол обеспечивает циркуляцию пакетов в сети, а так же получение их адресатом и сборку.

Каждая рабочая станция периодически подключается к сети (по прерываниям) и проверяет проходящие пакеты. Те, что адресованы ей, она забирает, а прочие пересылает дальше.

Рассмотрим простой пример пакетной связи.

Допустим, мы написали письмо другу на трех листах, потом вложили их в три конверта, поставили на них цифры 1,2,3 и опустили в три разных почтовых ящика.

Каждый листок пойдет к адресату своим путем.

Возможно, что третий листок придет раньше первого, но это не помешает собрать их в правильном порядке и прочесть.

Обратите внимание на то, что в такой переписке особую роль играет конверт. Это не просто упаковка для письма. Это необходимый элемент протокола, установленного почтовой службой (например, Министерством связи). На конверте написано, куда надо доставить содержимое (адрес и почтовый индекс получателя), и указано, куда надо вернуть конверт в случае недоставки (обратный адрес). Если конверт подписан неправильно, или на нем нет марки, свидетельствующей о том, что услуга оплачена, то протокол не соблюден и письмо до адресата может не дойти.