Компьютерная сеть (computer network) - совокупность двух или более компьютеров, а также сетевых устройств, объединенных средствами связи.

Сетевые технологии позволяют создавать информационные системы, обеспечивающие решение следующих задач:

сбор и накопление информации,

хранение информации,

организация и управление документооборотом,

обмен сообщениями и электронными документами,

организация групповой работы над проектами.

При планировании создания компьютерной сети необходимо учитывать, что информационная система будет расширяться, и добавление новых компонентов или внедрение новых технологий не должно требовать полной перестройки уже работающей и отлаженной системы.

Сетевые устройства - это устройства, подключаемые непосредственно к компьютерной сети (а не к компьютеру!), например, сетевые принтеры, дисковые хранилища данных, башни CD и DVD-дисков и т.д.

Сетевой компьютер - это компьютер, обязательно включающий следующие основные компоненты:

сетевой адаптер;

физическую систему для соединения компьютеров и сетевых устройств между собой (в простейшем случае - сетевой кабель);

сетевую операционную систему (сетевые программы).

Администрирование сети - управление сетевыми информационными ресурсами, присвоение пользователям идентификаторов и паролей, установление уровней доступа.

Сетевые протоколы - стандарты взаимодействия между различными компонентами компьютерной сети, объединенных коммуникационной системой.

Администратор сети - официально назначенный специалист-профессионал (или группа специалистов), выполняющий (выполняющие), как минимум, три основные функции:

администрирование данных;

администрирование сети;

администрирование защиты.

Технология «клиент-сервер»

С точки зрения пользователя технология «клиент-сервер» является базовой технологией взаимодействия между различными компонентами компьютерной сети. При этом проще рассматривать подобное взаимодействие, если за основу взять отношение различных компонентов компьютерной сети к информационным ресурсам.

Каждый компьютер, находящийся в компьютерной сети, может выполнять одну из двух возможных ролей:

Клиента (client) - пользователя информационных ресурсов;

Сервера (server) - поставщика информационных ресурсов, предоставляющего другим узлам сети право доступа ко всем или некоторым из имеющихся в распоряжении локальным ресурсам (файлам, программам, принтерам).

Компьютер пользователя, выполняющий роль клиента, также часто называют рабочей станцией (workstation), хотя классическое определение термина - «рабочая станция» - это комбинация устройств ввода-вывода и вычислительных аппаратных средств, используемых одним пользователем.

Иногда рабочей станцией называют мощный автономный компьютер, например используемый для автоматизированного проектирования (CAD - computer-aided design) и выполнения других прикладных программ, требующих высокоэффективных, обычно дорогих средств обработки информации со значительными вычислительными или графическими возможностями.

Сервер - в компьютерной сети - это компьютер, на котором установлено и функционирует административное программное обеспечение, управляющее доступом ко всем информационным ресурсам сети (или их части), а также ресурсам сети (сетевые принтеры, дисковые хранилища данных, башни CD и DVD-дисков и т.д.).

При самом поверхностном рассмотрении, можно выделить два основных (и принципиальных) отличия при сравнении базовых требований к серверу и рабочей станции:

Во-первых, аппаратура сервера должна быть очень надежной (иметь большое время наработки на отказ), так как, выход из стоя аппаратуры сервера может привести к отказу в работе всей компьютерной сети. Это достигается применением специальных технологий при изготовлении сервера (например, использование так называемых дисковых RAID-массивов, оперативной памяти с восстановлением ошибок и других программно-аппаратных приемов, увеличивающих надежность аппаратуры сервера).

Во-вторых, аппаратуры сервера должна быть сертифицирована по отношению ко всему, установленному на сервер, программному обеспечению.

Сетевые адаптеры

Сетевые адаптеры и кабели являются аппаратной основой организации компьютерных сетей, их нормальная работа жизненно важна для сети. С кабелями и адаптерами связано обычно 80% неполадок в сети.

В каждом компьютере должен быть установлен сетевой адаптер, обеспечивающий подключение к выбранному типу кабеля.

Функцией сетевого адаптера является прием и передача сетевых сигналов, передаваемых по кабелю. Адаптер воспринимает команды и данные от сетевой операционной системы (ОС), преобразует эту информацию в один из стандартных форматов и передает ее в сеть через подключенный к адаптеру кабель.

Локальные компьютерные сети

LAN (Local Area Network - локальная сеть, ЛВС) - соединенные вместе скоростным каналом компьютеры и другие сетевые устройства, расположенные на незначительном удалении один от другого (комната, здание, предприятие).

Любое предприятие, организация или фирма, независимо от сферы деятельности, не может эффективно строить свою работу без применения персональных компьютеров. Если в организации используется более десятка компьютеров, то они, как правило, объединяются в одну или несколько локальных сетей. Сетевые технологии значительно повышают эффективность делового применения компьютеров, определяют не только способы использования компьютерного оборудования, но и стиль работы сотрудников.

Существуют две основные модели построения локальных компьютерных сетей. Технология построения одноранговых сетей позволяет не только быстро построить простую и достаточно эффективную информационную систему, но и сохранить сделанные на первом этапе инвестиции при последующем расширении и переходе к более сложной сетевой модели - сети с выделенным сервером.

Одноранговые компьютерные сети

Два и более компьютеров могут быть объединены в одноранговую локальную сеть.

Для создания одноранговой сети необходимо, чтобы все компьютеры были оборудованы необходимой сетевой аппаратурой, а также, чтобы на каждом компьютере была установлена операционная система, поддерживающая работу в одноранговой локальной сети, например, Windows NT или Windows 2000.

Все компьютеры в одноранговой сети - равноправны. Каждый компьютер в одноранговой сети может выполнять либо роль клиента, либо роль сервера.

Компьютеры одноранговой сети объединяются в рабочие группы. Для пользователя понятие «рабочая группа» является чисто логическим и никак не привязано к физическому расположению компьютеров и тем функциям, которые они выполняют.

Целесообразным является объединение компьютеров в рабочие группы с учетом организационной или функциональной структуры предприятия, например:

рабочая группа Finance - компьютеры в бухгалтерии;

рабочая группа Engine - компьютеры отдела проектирования;

рабочая группа Student - компьютеры учебного комплекса.

Возможно также объединение всех компьютеров предприятия в одну рабочую группу.

В любом случае то, какие рабочие группы будут созданы, и как они будут взаимодействовать между собой, определяется администратором сетевых ресурсов с учетом удобства работы в сети и управления ею.

Выбор устанавливаемой операционной системы обусловлен тем, что, как правило, в одноранговой сети каждый компьютер выполняет свою конкретную функцию, и его конфигурация определяется решаемыми на нем задачами.

Компьютерные сети с выделенным сервером

Модель одноранговых компьютерных сетей удобна для построения простейших информационных систем с количеством компьютеров не более десяти (в крайнем случае - пятнадцати). Отсутствие одного или нескольких выделенных серверов не позволяет администратору сети централизованно управлять сетевыми ресурсами и пользователями. Каждый компьютер, включенный в одноранговую сеть, должен иметь свои собственные средства администрирования, а необходимость прямого взаимодействия компьютеров друг с другом может, по мере расширения системы, привести к слишком большому количеству связей между рабочими станциями. Эффективно управлять такой системой практически невозможно, так как каждый пользователь является администратором своего сетевого ресурса, а согласовать правила сетевого взаимодействия при большом количестве администраторов практически невозможно.

По мере увеличения количества компьютеров в сети расширяется и усложняется информационная система. Неизбежно возникает задача перевода сети на новый качественный уровень - сеть с выделенным сервером, для чего на самый производительный в сети компьютер (выделенный сервер) необходимо установить мощную серверную операционную систему, например, Microsoft Windows 2000 Server.

Организация информационной системы на платформе Microsoft Windows 2000 Server, позволяет осуществить миграцию архитектуры компьютерной сети в масштабируемую доменную архитектуру.

Администрирование сети с выделенным сервером осуществляется одним специалистом - администратором сети (администратором сервера).

Сравнение основных моделей ЛВС

По сравнению с универсально одноранговой архитектурой сеть клиент-сервер более специализирована.

Одноранговые сети

Сетевые приложения могут быть распределены по многочисленным серверам для повышения производительности сети и снижения расходов.

Администрирование одноранговой сети может быть сложнее за счет большего числа серверов и более развитых возможностей каждого сервера.

Невыделенные серверы медленнее специализированных.

Сети с выделенным сервером

Специализированный компьютер (выделенный сервер) используется для установки всех сетевых информационных ресурсов. Такое решение ускоряет доступ пользователей к централизованным ресурсам сети.

Сетевое администрирование проще за счет незначительного числа серверов в сети и их узкой специализации.

Высокие требования к выделенному серверу обеспечение высокой производительности требует установки на сервере большого количества оперативной памяти, диска большого размера и использования в сервере производительного процессора.

При нарушении работы сервера сеть становится практически неработоспособной.

Сети Microsoft

В сетях, построенных на базе сетевого программного обеспечения фирмы Microsoft, используется так называемая комбинированная модель, представляющая собой сочетание модели одноранговой компьютерной сети и модели сети с выделенным сервером. Таким образом, в сетях Microsoft могут использоваться как выделенные серверы, так и невыделенные серверы / рабочие станции.

Базовые компоненты ЛВС

Базовыми компонентами ЛВС являются адаптеры, кабельная система и сетевые программы.

Сетевые адаптеры и кабели обеспечивают физическое соединение компьютеров в сеть. Сетевой адаптер обеспечивает прием и передачу сигналов.

Кабель является средой передачи информации от одного сетевого адаптера к другому. Существуют три основных типа кабельных систем:

витая пара состоит из двух или более пар скрученных проводников, помещенных в общую пластиковую оболочку; скручивание проводников в паре повышает помехоустойчивость;

коаксиальный кабель состоит из центрального проводника, покрытого слоем изолятора, поверх которого расположен второй проводник (экран);

оптический кабель содержит одно или несколько кварцевых волокон, помещенных в защитную оболочку; оптический кабель не подвержен влиянию электрических помех.

Топология сети

Топология сети описывает схему физического соединения компьютеров. Существуют три основных типа сетевых топологии:

При использовании шинной топологии компьютеры соединяются в одну линию, по концам которой устанавливают терминаторы. Преимущества шинной топологии заключаются в простоте организации сети и низкой стоимости. Недостатком является низкая устойчивость к повреждениям - при любом обрыве кабеля вся сеть перестает работать, а поиск повреждения весьма затруднителен.

При использовании топологии «звезда», каждый компьютер подключается к специальному концентратору (хабу). Преимуществом этой топологии является ее устойчивость к повреждениям кабеля - при обрыве перестает работать только один из узлов сети и поиск повреждения значительно упрощается. Недостатком является более высокая стоимость.

При такой топологии узлы сети образуют виртуальное кольцо (концы кабеля соединены друг с другом). Каждый узел сети соединен с двумя соседними. Эту топологию активно продвигает фирма IBM (сети Token Ring). Преимуществом кольцевой топологии является ее высокая надежность (за счет избыточности), однако стоимость такой сети достаточно высока за счет расходов на адаптеры, кабели и дополнительные приспособления.

Администрирование информационных ресурсов сети

Администрирование информационных ресурсов сети включает выполнение трех основных функций управления сетью:

Администрирование данных;

Администрирование сети;

Администрирование защиты.

В зависимости от масштабов и назначения компьютерной сети, выполнение указанных функций может быть возложено на одного, двух или трех специалистов.

Администрирование данных