Основи мережних систем. Мережі на основі ПК. Локальні, корпоративні і глобальні мережі

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ПРО КОМП’ЮТЕРНІ МЕРЕЖІ, ЇХ ВИДИ ТА ПРИЗНАЧЕННЯ

У наш час найважливішим застосуванням комп’ютерів стає створення мереж, що забезпечують єдиний інфор­маційний простір для багатьох користувачів.

Комп’ютерна мережа – це група з декількох комп’ютерів, з’єднаних між собою за допомогою кабелів, що використовуються для передачі інформації

Комп’ютерна мережа забезпечує:

• • • колективну обробку даних користувачами, підключеними до комп’ютерної мережі, і обмін даними між цими користувачами

    • спільне використання програм

    • спільне використання принтерів, модемів та інших пристроїв.

Найпростіша мережа складається з 2 комп’ютерів, здатних обмінюватися даними. Усі мережі незалежно від складності ґрунтуються саме на цьому принципі.

Для ефективної роботи комп’ютерних мереж застосовують мережні операційні системи, що призначені для управління роботою мережі комп’ютерів. Мережні застосування – це прикладні програми, що забезпечують додаткові можливості при роботі в мережі: поштові програми, мережні бази даних тощо.

Усі комп’ютери, що підключаються до мережі, можна розділити на 3 функціональні групи:

• • • робочі станції;

    • сервери мережі;

    • комунікаційні вузли.

Робоча станція — це підключений до мережі комп’ютер, на якому користувач мережі виконує свою роботу. Кожна робоча станція використовує власну операційну систему і може обробляти як свої локальні файли, так і ресурси мережі.

Сервер — це підключений до мережі комп’ютер, що надає користувачам мережі певні послуги.

Мережі підрозділяються на 2 типи:

• • • Однорангові;

    • На основі сервера.

В однорангових мережах усі комп’ютери рівноправні, серед них немає ієрархії. Кожен комп’ютер є одночасно і клієнтом, і сервером. Користувачі самі визначають, які дані на своєму комп’ютері зробити доступними для інших користувачів мережі. Як правило, однорангові мережі застосовуються при невеликій кількості користувачів, що компактно розташовані.

На відміну від однорангових мереж, мережі на основі сервера містять як мінімум один комп’ютер, що використовується винятково як сервер. 

За виконуваними функціями можна виділити наступні групи серверів.

Файловий сервер — комп’ютер, що зберігає загальні дані користувачів мережі й одночасний доступ користувачів, що забезпечує, до цих даних. Файловий cepвер дозволяє погоджувати зміни даних, що виконуються різними користувачами;

Сервер баз даних — комп’ютер, що виконує функції збереження, обробки і управління файлами БД. Він забезпечує авторизований доступ, прийом і обробку запитів користувачів до БД і пересилання результатів користувачам.

Сервер прикладних програм — комп’ютер, що використовується для виконання прикладних програм користувачів.

Поштовий сервер забезпечує обмін повідомленнями електронної пошти між користувачами мережі.

Сервер каталогу містить відомості про структуру мережі і дозволяє користувачам мережі знаходити необхідну інформацію.

Комунікаційний сервер — комп’ютер, що надає користувачам мережі доступ до своїх послідовних портів уведення/виведення. Наприклад, за допомогою комунікаційного сервера можна використовувати поділюваний модем, підключивши його до одному з портів сервера.

Слід зазначити, що всі ці типи серверів можуть функціонувати на одному комп’ютері.

Основним призначенням комп’ютерної мережі є забез­печення простого, зручного і надійного доступу користува­ча до спільних розподілених ресурсів мережі та організація їх колективного використання з надійним захистом від не­санкціонованого доступу, а також забезпечення зручними і надійними засобами передачі даних між користувачами ме­режі. За допомогою комп’ютерних мереж ці проблеми вирішуються незалежно від територіального розташування користувачів. У епоху загальної інформатизації великі обсяги інформації зберігаються, обробляються і передаються в локальних та глобальних комп’ютерних мережах. У ло­кальних мережах створюються спільні бази даних для роботи користувачів. У глобальних мережах здійснюється формування єдиного наукового, економічного, соціально­го і культурного інформаційного простору.

Існує безліч проблем, для вирішення яких потрібні централізовані дані, доступ до баз даних, передача даних на відстань та їх розподілене оброблення. З цим стикають­ся банківські й інші фінансовi структури, системи соціального забезпечення, податкові служби, дистанційне комп’ютерне навчання, системи резервування авіа­квитків, дистанційна медична діагностика, виборчі системи та ін. У всіх цих випадках необхідно, щоб у комп’ютерній мережі здійснювалися збирання, збереження і доступ до даних, гарантувався захист даних від спотворення та несанкціонованого доступу.

Термін  “топологія мережі” відноситься до шляху, по якому дані переміщуються  по  мережі. Існують  три  основних  типи топологій: 

• • • “загальна шина”;

    • “зірка”;

    • “кільце”.

Комп’ютерні мережі поділяються на:

1. 1. 1. Локальні комп’ютерні мережі, складаються з ПК, які розташовані на невеликому просторі 2-5км – підприємство, офіс. Вони об’єднують комп’ютери, розташовані недалеко один від одного, сполучені в мережу за допомогою високошвидкісних адаптерів (високошвидкісних цифрових ліній зв’язку зі швидкістю передачі даних 10-1000 Мбіт/с). Існує декілька стандартів ЛОМ, що забезпечують необхідну пропускну спроможність: FDDI, Fast Ethernet, 10OVG-AnyLAN і АTM.

      2. Регіональні (територіальні) мережі організовуються на регіональному або державному рівні й призначені для надання в режимі реального часу інформаційно-обчислювальних ресурсів абонентам, значно віддаленим одним від одного. В Україні послуги телекомунікаційних мереж надають інформаційні мережі: ВІККІ, комп’ютерні технології (зовнішньоекономічна корпорація, інформатизація, комерційна, кон’юнктурна інформація), СВІТ (Система віртуальних інформаційних технологій), “Ділова інформація”, що підтримують різноманітні бази даних, значна частина яких може використовуватись в маркетинговій діяльності.

      3. Глобальна комп’ютерна мережа – об’єднання великої кількості мереж і окремих ПК, які розташовуються по всьому світі із застосуванням різноманітних засобів зв’язку.

Залежно від швидкості передачі даних комп’ютерні мережі можна поділити на:

1. 1. 1. із середньою швидкістю (від 1 до 20 Мбіт/с),

      2. високошвидкісні (до 100Гбіт/с),

      3. надшвидкісні (не менше 1Гбіт/с).

Комп'ютерні мережі можна класифікувати по групі ознак:

• • • Територіальна поширеність: логальні, регіональні, глобальні; 

    • Відомча приналежність: відомчі і державні; 

    • Швидкість передачі інформації: із середньою швидкістю (від 1 до 20 Мбіт/с),високошвидкісні (до 100Гбіт/с),надшвидкісні ; 

    • Тип середовища передачі: коаксікальні, по радіоканалах, на витій парі, оптоволоконні, в інфорачервоному діапазоні.

1. по довжині мережі зв'язку lсв:

а) локальні обчислювальні ресурси (локальні мережі):  lсв(102¸103м, створюються усередині окремої організації;

б) регіональні обчислювальні ресурси (регіональні обчислювальні мережі):  lсв(10¸102км;

в) глобальні обчислювальні ресурси (глобальні обчислювальні мережі): lсв= 103¸104км;

2. Класифікація по призначенню:

а) академічні мережі;

б) обчислювальні ресурси комерційного призначення. 

в) обчислювальні ресурси для різних галузей народного господарства: торгівлі, зв'язку, транспорту, промислової сфери, оборони, для органів керування державою, охорони здоров'я, сільського господарства.

3. Класифікація по типу керування мережею:

а) з централізованим керуванням - керування з єдиного центра

б) з децентралізованим керуванням  - керування розподілене по  усіх вузлах мережі. Висока оперативність.

4. Класифікація по виду використовуваних ЕОМ: 

а) однорідні;

б) неоднорідні

ДОСТУП КОРИСТУВАЧІВ ДО МЕРЕЖІ ІНТЕРНЕТ. ПРОТОКОЛИ ПЕРЕДАВАННЯ ДАНИХ

Internet – це не сукупність прямих з’єднань між комп’ютерами, а простір, всередині якого безперервно проходить циркуляція даних. Якщо два комп’ютери проводять обмін даними, це не значить, що між ними на час передачі встановлено з’єднання, як при телефонних переговорах. Дані, які передаються, розбиваються на окремі пакети, які доходять до адресата кожен своїм маршрутом. Коли всі пакети даних надходять на місце призначення, вони об’єднуються у єдине повідомлення.

Усі організації і постачальники з’єднані між собою надшвидкісними лініями зв’язку і вони утворюють базову мережу, тобто хребет Інтернету. Але різниця між користувачем і постачальником є умовною. 

Для успішного обміну інформації в Internet працюють 2 протоколи (головні):

• TCP – протокол управління передачею (розбиває інформацію на порції і нумерує порції, щоб далі її зібрати правильно)

• ІР – протокол Internetа (збирає усі частини передає одержувачу і забезпечує повну доставку).

Усі інші протоколи забезпечують реалізацію інших послуг мережі.

• FTP – протокол передачі файлів, організує передачу між мережами, перетворює файл у форму згідно вимогам абонента.

• SLTP – протокол, який дозволяє працювати в телефонній мережі.

• SMTP – спрощений протокол, для організації електронної пошти тощо.

• НТТР – протокол для передачі гіпертекстових документів.

Для роботи в мережі необхідно:

• • • фізично приєднати комп’ютер до одного з вузлів мережі Internet;

    • одержати IP-адресу на постійній або тимчасовій основі;

    • встановити і настроїти програмне забезпечення - програми-клієнти тих сервісів, послугами яких мається намір скористатися.

Організаційно доступ до мережі користувачі дістають через провайдери.

Провайдер - це організація (юридична особа), що надає послуги у приєднанні користувачів до мережі Internet.

Провайдерів ділять на «первинних» і «другорядних». 

Первинних, які мають свої канали за кордоном не багато, а другорядних більшість. Крім того другорядні можуть здавати в аренду канали зв`язку іншим (третім фірмам), які стають провайдерами третього рівня і т.д. Система оплати за користування Internet може бути фіксованою, тобто залежить від кількості використаного часу, а також погодинною, де враховується час роботи в бізнес-час і нічний час. Оплату користувач повинен вносити провайдеру, до якого підключений.

Як правило, провайдер має постійно ввімкнений досить продуктивний сервер, сполучений з іншими вузлами каналами з відповідною пропускною здатністю, і засоби для одночасного підключення кількох користувачів (багатоканальний телефон, багатопортова плата тощо).

Провайдери роблять подібну послугу на договірній основі, найчастіше орієнтуючись на час роботи користувача або обсяг даних, які пересилаються по мережі. При укладанні договору провайдер повідомляє клієнту всі атрибути, необхідні для підключення та настройки з’єднання (ідентифікатори, номери телефонів, паролі тощо). Як правило, користувачі навчальних закладів, великих організацій, фірм, підприємств приєднуються до мережі Internet через свою локальну мережу. На один із комп’ютерів локальної мережі покладається вирішення завдань proxy-сервера - управління локальною мережею й виконання функцій «посередника» між комп’ютерами користувачів та мережею Internet (proxy - представник, довірена особа).

Всі технічні й організаційні питання взаємодії з провайдером вирішує адміністратор мережі.

Для користувачів розробляється інструкція, в якій наводиться перелік дій, які треба виконати для приєднання до мережі Internet. Технічно для приєднання до комп’ютера провайдера потрібні ПК, відповідне програмне забезпечення й модем-пристрій, що перетворює цифрові сигнали від комп’ютера на сигнали для передачі по телефонних лініях і навпаки. 

Комп’ютер провайдера може виконувати функції хост-машини або звертатися до більш потужних хост-машин для доступу до глобальних ресурсів мережі Internet через високопродуктивний канал передачі даних - магістраль.

Хост-машина (від знал, host - господар) - це комп’ютер, що виконує мережні функції, реалізуючи повний набір протоколів. Крім мережних функцій, хост-машина може виконувати завдання користувача (програми, розрахунки, обчислення). Деякі хост-машини можуть виконувати функції шлюзів - апаратних і програмних засобів для передачі даних між несумісними мережами, наприклад, між мережею Internet та мережами FidoNet. Роль шлюзу між мережею Internet і локальними мережами відіграє proxy-сервер.

Практично всі послуги мережі Internet побудовані на принципі «клієнт-сервер».

Сервер (у мережі internet) - це комп’ютер або програма, здатні надавати клієнтам (у міру надходження від них запиту) деякі мережні послуги.

Клієнт - прикладна програма, завантажена в комп’ютер користувача, яка забезпечує передачу запитів до сервера й одержання відповідей від нього.

Сторінка – це (невелика) найменша одиниця інформації в системі Internet. На ній можуть розміщуватись текст, графіка, малюнки, аудіо і відео- інформація, програми і комбінації з усіх видів вище вказаної інформації. Головне, що на сторінці можуть бути посилання на інші сторінки.

Сайт - це група сторінок, які належать одній і тій же фірмі (організації, особі) і які пов’язані між собою по змісту (за допомогою силок). Сайт – Web-сторінка, гіпертекстовий документ. Web-сторінки створюються при застосуванні служби WorldWideWeb, яка призначена для передачі і відображення на окремих ПК гіпертекстових документів. Перегляд Web-сторінок виконується за допомогою програми браузер (або браузер, оглядач).

Способи підключення до Інтернет:

• • • модемне з’єднання з провайдером;

    • з’єднання з допомогою виділеної лінії;

    • високошвидкісне модемне з’єднання;

    • супутниковий доступ;

    • використання мобільного зв’язку (GPRS).