Тема №4 Два типа сетей. Базовые технологии сетей

Одноранговые сети
Одноранговая сеть - это сеть, в которой все компьютеры равноправны.
Как правило, каждый ПК функционирует и как рабочая станция (РС), и как сервер, то есть нет ПК ответственного за администрирование всей сети.
Все пользователи решают сами, какие данные и ресурсы на своем компьютере сделать общедоступными по сети.

Достоинства одноранговых сетей:
низкая стоимость
высокая надежность

Недостатки одноранговых сетей:
зависимость эффективности работы сети от количества станций;
сложность управления сетью;
сложность обеспечения защиты информации;
трудности обновления и изменения программного обеспечения станций

Рабочая группа

Сеть с выделенным сервером
Выделенными называются такие серверы, которые функционируют только как сервер (исключая функции РС или клиента).
Они специально оптимизированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов.

Достоинства сети с выделенным сервером
надежная система защиты информации;
высокое быстродействие;
отсутствие ограничений на число рабочих станций;
простота управления по сравнению с одноранговыми сетями

Недостатки сети:
высокая стоимость из-за выделения одного компьютера под сервер;
зависимость быстродействия и надежности сети от сервера;
меньшая гибкость по сравнению с одноранговой сетью.

Типы серверов

Функциональные группы устройств в сети
Основное назначение любой компьютерной сети - предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям.

Локальные сети

Сервер - компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами.
Рабочая станция - персональный компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам.
Функциональные группы устройств в сети

Файл-сервер хранит данные пользователей сети и обеспечивает им доступ к этим данным. Это компьютер с большой емкостью оперативной памяти, жесткими дисками большой емкости
Он работает под управлением специальной операционной системы, которая обеспечивает одновременный доступ пользователей сети к расположенным на нем данным,
Файл-сервер выполняет следующие функции: хранение данных, архивирование данных, синхронизацию изменений данных различными пользователями, передачу данных.
Функциональные группы устройств в сети

Компьютерные сети реализуют распределенную обработку данных.
Обработка данных в этом случае распределена между двумя объектами: клиентом и сервером.
Клиент - задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети
Функциональные группы устройств в сети

Архитектура «клиент-сервер»
Развитие архитектуры "клиент-сервер" происходит по спирали и в настоящее время намечается тенденция централизации вычислений

Мэйнфреймы - классический пример централизации вычислений, поскольку в едином комплексе были сконцентрированы все вычислительные ресурсы, хранение и обработка огромных массивов данных.
Основные достоинства централизованной архитектуры - простота администрирования и защиты информации.

Сравнение централизованной архитектуры мэйнфреймов и двухуровневой архитектуры "клиент-сервер»

Базовые топологии сетей
Топология ЛВС - это усредненная геометрическая схема соединений узлов сети.
Топологии вычислительных сетей могут быть самыми различными, но для локальных вычислительных сетей типичными являются всего три: кольцевая, шинная, звездообразная

Топология «шина»
Она связана с использованием в качестве передающей среды коаксиального кабеля
Данные от передающего узла сети распространяются по шине в обе стороны.
Промежуточные узлы не транслируют поступающих сообщений.
Информация поступает на все узлы, но принимает сообщение только тот, которому оно адресовано.

Топология «шина»

Преимущества шинной топологии:
надежно работает в небольших сетях, проста в использовании;
требует меньше кабеля для соединения компьютеров и потому дешевле, чем другие схемы соединении;
легко расширяется за счет состыковки кабельных сегментов и использования повторителей.

Недостатки шинной топологии:
При добавлении компьютеров к сети резко падает производительность;
цилиндрические соединители ослабляют электрический сигнал, и большое их число вызывает нарушения в передаче информации по шине;
разрыв кабеля или неправильное функционирование одной из станций может привести к нарушению работоспособности всей сети. Сеть трудно диагностировать.

Топология «звезда»
Звездообразная топология базируется на концепции центрального узла, к которому подключаются периферийные узлы.
Каждый периферийный узел имеет свою отдельную линию связи с центральным узлом.
Вся информация передается через центральный узел, который ретранслирует, переключает и маршрутизирует информационные потоки в сети.

Каждый компьютер в сети с топологией типа “звезда” взаимодействует с центральным концентратором
(hub – устройство для повторения сетевых сигналов)

Hub - устройство множественного доступа, выполняющее роль центральной точки.
В звездообразной сети используется со­стязательный метод доступа к среде - концентратор (хаб) передает сообщение всем компьютерам.
В звездообразной сети с коммутацией коммутатор передает сообщение только компьютеру-адресату.

Гибридный концентратор позволяет использовать в одной звездообразной сети разные типы кабелей.
гибридно-звездообразная сеть

Преимущества топологии "звезда "(Ethernet 10BaseT, 100BaseT):
удобно использовать для диагностики
Интеллектуальные концентраторы обеспечивают также измерение параметров (мониторинг) и управление сетью.
Отказ одного компьютера не обязательно приводит к остановке всей сети.
Концентратор способен выявлять отказы и изолировать такую машину или сетевой кабель, что позволяет остальной сети продолжать работу.
В одной сети допускается применение нескольких типов кабелей (если их позволяет использовать концентратор).

Недостатки сети со звездообразной топологией:
при отказе центрального концентратора вся сеть становится неработоспособной;
все компьютеры должны соединяться с центральной точкой, это увеличивает расход кабеля, следовательно, такие сети обходятся дороже, чем сети с иной топологией

Топология «кольцо»
Кольцевая топология применяется для сетей, требующих выделения определенной части полосы пропускания для критичных по времени средств (например, для передачи видео и аудио), в высокопроизводительных сетях, а также при большом числе обращающихся к сети клиентов (что требует ее высокой пропускной способности).

В сети с кольцевой топологией каждый компьютер соединяется со следующим компьютером, ретранслирующим ту информацию, которую он получает от первой машины.
Некоторые сети с кольцевой топологией используют метод доступа к среде на основе маркера (метод эстафетной передачи).

Преимущества сети с кольцевой топологией:
поскольку всем компьютерам предоставляется равный доступ к маркеру, никто из них не сможет монополизировать сеть;
совместное использование сети обеспечивает постепенное снижение ее производительности в случае увеличения числа пользователей и перегрузки (лучше, если сеть будет продолжать функционировать, хотя и медленно, чем сразу откажет при превышении пропускной способности).

Недостатки сети с кольцевой топологией:
отказ одного компьютера в сети может повлиять на работоспособность всей сети;
кольцевую сеть трудно диагностировать;
добавление или удаление компьютера вынуждает разрывать сеть.

Смешанные топологии
шинно-звездообразная;
звездообразно-кольцевая

Шинно-звездообразная топология

звездообразно-кольцевая топология

Большие, объединенные ВС используют топологию самого общего вида - ячеистую.
Узлами ячеистой топологии могут быть самые разнообразные сетевые устройства:
повторители, мосты, концентраторы, маршрутизаторы, шлюзы.

Контрольные вопросы:
Какие типы сетей вам известны? Чем они отличаются друг от друга?
Каковы преимущества и недостатки одноранговых сетей?
Что такое рабочая группа?
Сеть с выделенным сервером – достоинства и недостатки.
Что такое сервер? Какие типы серверов вы знаете?