Beskriv arkitekturen och huvudkomponenterna i nätverk. Datornätverksarkitektur

Hej kära webbplatsbesökare! Nätverk måste stödja ett brett utbud av applikationer och tjänster och fungera över många olika typer av fysisk infrastruktur. Termin nätverksarkitektur betyder i detta sammanhang både teknologier som stödjer infrastruktur och mjukvarutjänster och protokollen som bär meddelanden över denna arkitektur. Som i allmänhet, utvecklas, hittar vi fyra huvudegenskaper bakom arkitekturer som måste implementeras för att möta användarnas förväntningar: , och .

Ett skalbart nätverk kan snabbt expandera för att stödja nya användare och applikationer utan att påverka prestandan för den tjänst som tillhandahålls till befintliga användare. Tusentals nya användare och tjänsteleverantörer ansluter varje vecka. Nätverkets förmåga att stödja dessa nya relationer beror på den skiktade hierarkiska utformningen av den underliggande fysiska infrastrukturen och logisk arkitektur nätverk. Driften av varje lager tillåter användare eller tjänsteleverantörer att ansluta till Internet utan att störa hela nätverket. Den tekniska utvecklingen förbättrar ständigt meddelandefunktionerna och prestandan för fysiska infrastrukturkomponenter på varje lager. Denna utveckling, tillsammans med nya sätt att identifiera och lokalisera enskilda användare i enhetligt nätverk låter dig utvecklas i enlighet med användarnas behov och krav.

Quality of Service (från engelska Quality of Service eller QoS)

På för närvarande ger en acceptabel nivå av feltolerans och skalbarhet för användarna. Men nya applikationer tillgängliga för användarna genom sammankopplade nät skapa högre förväntningar på kvaliteten på de tjänster som tillhandahålls. Röstkommunikation och videoöverföringar kräver en nivå av jämn kvalitet och oavbruten överföring som inte krävdes för traditionella datorapplikationer. Kvaliteten på dessa tjänster mäts i jämförelse med att lyssna/visa på samma ljud- eller videopresentationer direkt (inte genom ). Traditionella röst- och videonätverk är utformade för att stödja en typ av överföring, och därför kan de tillhandahålla en acceptabel kvalitetsnivå. Nya krav för att stödja denna tjänstekvalitet i ett konvergerat nätverk förändrar hur nätverksarkitekturer designas och implementeras.

Utvecklats från ett hårt kontrollerat, enhetligt nätverk av utbildnings- och statliga organisationer till ett globalt tillgängligt nätverk, som har blivit ett sätt för personlig och affärskommunikation. Som ett resultat har kraven på nätverkssäkerhet ändrats. Förväntningar på säkerhet och integritet i samband med användningen av internetverk för konfidentiell kommunikation och affärskommunikation hemligstämplad information, överstiga kapaciteten som strömmen nätverksarkitektur. Snabb expansion till kommunikationsområden som inte har betjänats av traditionell kommunikation ökar behovet av att bygga in säkerhet i nätverksarkitekturen. På grund av detta läggs mycket forskning och utveckling på detta område, och många verktyg och procedurer implementeras för att täppa till de inneboende säkerhetshålen i nätverksarkitekturen.

Tack för din uppmärksamhet!.

Arkitektur avser organisationen av interaktion mellan nätverksnoder. I standardklassificeringen finns tre typer av arkitektur. De motsvarar huvudtyperna av LAN. Arkitektur avser organisationen av interaktion mellan nätverksnoder. Det finns tre huvudarkitekturer, som motsvarar huvudtyperna av LAN.

Arkitektur typ - buss

Det specifika med denna typ av arkitektur är att var och en av LAN-noderna överför data till ett gemensamt stamnät. I detta avseende kan vilken nätverksnod som helst ha tillgång till information på stamnätet.

Arkitektur typ - stjärna

Specificiteten är att var och en av LAN-noderna är allokerade separat kanal för kommunikation med nätverkets centrala nod. Från noden går informationen till servern som kan publicera den till andra noder.

Arkitektur typ - ring

Specificiteten är att anslutningen av nätverksnoder sker sekventiellt. Datautbyte kan endast ske mellan noder som finns i närheten. Om det är nödvändigt att utbyta data med andra LAN-noder kan de överföras under transport.

Datakanaler

Om tidigare bara trådbundna lokala nätverk användes är nu trådlösa populära i många fall. För närvarande Följande typer av LAN särskiljs:

trådbunden kabel LAN

fiberoptisk kabel LAN

trådlösa LAN

Vanligtvis är LAN byggda på databas över byggnadens SCS-dataöverföringsmedium. När man utformar ett LAN av vilken typ som helst, bör tillförlitlighets- och säkerhetskrav beaktas. Som regel, för att säkerställa säkerheten, finns det en enda behörighetspunkt för alla applikationer och resurser på det lokala nätverket. Trådlöst nätverk används där användningen av ett traditionellt LAN med ledningar är omöjligt eller olönsamt.

2.1. Allmänna punkter när du organiserar ett LAN

En dator som är ansluten till ett nätverk kallas en arbetsstation, en dator som tillhandahåller sina resurser kallas en server och en dator som har tillgång till delade resurser kallas en klient.

Flera datorer som är placerade i samma rum eller som funktionellt utför samma typ av arbete: redovisning eller planering, registrering av inkommande produkter etc., är kopplade till varandra och kombineras till arbetsgrupp så att de kan dela olika resurser: program, dokument, skrivare, fax osv.

Arbetsgruppen är organiserad så att de datorer som ingår i den innehåller alla resurser som behövs för normal drift. Som regel inkluderar en arbetsgrupp som förenar mer än 10 - 15 datorer en dedikerad server - en ganska kraftfull dator där alla delade kataloger och en speciell programvara för att kontrollera åtkomsten till hela nätverket eller en del av det.

Grupper av servrar kombineras till domäner. En domänanvändare kan registrera sig online när som helst arbetsstation i denna domän och få tillgång till alla dess resurser. I servernätverk är vanligtvis alla delade skrivare anslutna till skrivarservrar.

Med tanke på att organisera interaktionen mellan datorer är nätverk uppdelade i peer-to-peer (Peer-to-Peer Network) och med en dedikerad server (Dedicated Server Network). I ett peer-to-peer-nätverk spelar varje dator en lika stor roll. En ökning av antalet datorer i nätverket och en ökning av volymen överförda data leder dock till att genomströmning nätverket blir en flaskhals.

Det flitigt använda operativsystemet Windows 95 (98), utvecklat av Microsoft, är främst designat för att fungera i peer-to-peer-nätverk, för att stödja datorn som klient i andra nätverk.

Windows 95, liksom Windows för arbetsgrupper, kan fungera som en server i ett nätverk. Kompatibilitet med gamla nätverksdrivrutiner MS-DOS och Windows Z.x säkerställs. Det nya operativsystemet låter dig:

Dela med sig hårddiskar, skrivare, faxkort, organisera peer-to-peer lokala nätverk (LAN);

Använd fjärråtkomst och förvandla din kontorsdator till en anropsbar server;

Stöd 16-bitars nätverksdrivrutiner DOS.

Nätverksadministratören kan ställa in den övergripande designen av skrivbordssystemet, bestämma vilka operationer som kommer att vara tillgängliga för nätverksanvändare och styra konfigurationen av skrivbordssystemet.

Ett nätverk som ligger i ett relativt litet område kallas lokalt (LAN - Local Area Network). I senaste åren LAN-strukturen blir mer komplex på grund av skapandet av heterogena nätverk som kopplar samman olika datorplattformar. Möjligheten att genomföra videokonferenser och använda multimedia ökar kraven på nätverksprogramvara. Moderna servrar kan lagra binära stora objekt (BLOB) som innehåller text-, grafik-, ljud- och videofiler. I synnerhet, om du behöver skaffa en HR-avdelningsdatabas över nätverket, kommer BLOB-tekniken att tillåta dig att överföra inte bara personuppgifter: efternamn, förnamn, patronym, födelseår, utan även porträtt i digital form.

Två tekniker för att använda servern

Det finns två tekniker för att använda en server: filserverteknik och klient-serverarkitektur. Den första modellen använder en filserver där de flesta program och data lagras. På användarens begäran skickas det nödvändiga programmet och data till honom. Informationsbehandling utförs på arbetsstationen.

I system med klient-server-arkitektur utförs datautbyte mellan klientapplikationen (front-end) och serverapplikationen (back-end). Data lagras och bearbetas på en kraftfull server, som också styr åtkomst till resurser och data. Arbetsstationen tar bara emot resultaten av frågan. Utvecklare av applikationer för informationsbehandling använder vanligtvis denna teknik.

Användningen av stora och komplexa applikationer har lett till utvecklingen av en multi-level, främst tre-nivå arkitektur med data placerad på en separat databasserver (DB). Alla anrop till databasen går via applikationsservern, där de kombineras. Att minska antalet databasanrop minskar licensavgifterna för DBMS.

6. Topologi – detta är konfigurationen av att ansluta element till ett nätverk. Topologi bestämmer till stor del sådant de viktigaste egenskaperna nätverk, såsom dess tillförlitlighet, prestanda, kostnad, säkerhet, etc.

En av metoderna för att klassificera LAN-topologier är att särskilja två huvudklasser av topologier: utsända Ochi följd.

Iutsända konfigurationer var och en Personlig dator sänder signaler som kan uppfattas av andra datorer. Sådana konfigurationer inkluderar topologier för "gemensam buss", "träd", "stjärna med ett passivt centrum". Ett nätverk av stjärntyp kan ses som en typ av "träd" som har en rot med en gren till varje ansluten enhet.

Ii följd konfigurationer överför varje fysiskt underlager information till endast en persondator. Exempel på sekventiella konfigurationer är: slumpmässig (slumpmässig anslutning av datorer), hierarkisk, "ring", "kedja", "stjärna med ett intellektuellt centrum", "snöflinga" etc.

Låt oss kort titta på de tre vanligaste (grundläggande) LAN-topologierna: stjärna, buss och ring.

När stjärntopologi Varje dator är ansluten via en speciell nätverksadapter med en separat kabel till den centrala noden. Den centrala noden är en passiv kontakt eller aktiv repeater.

Nackdelen med denna topologi är låg tillförlitlighet, eftersom felet i den centrala noden leder till en avstängning av hela nätverket och den vanligtvis långa kabellängden (detta beror på den faktiska placeringen av datorer). Ibland, för att öka tillförlitligheten, installeras ett speciellt relä i den centrala noden, vilket gör att du kan koppla bort misslyckade kabelstrålar.

Vanlig busstopologi innebär användning av en kabel som alla datorer är anslutna till. Information om den överförs av datorer en efter en.

Fördelen med denna topologi är som regel en kortare kabellängd, såväl som högre tillförlitlighet än en "stjärna", eftersom fel på en enskild station inte stör driften av nätverket som helhet. Nackdelarna är att ett brott i huvudkabeln leder till att hela nätverket inte fungerar, samt dålig informationssäkerhet i systemet på fysisk nivå, eftersom meddelanden som skickas av en dator till en annan i princip kan tas emot på vilken annan dator som helst.

På ringtopologi Data överförs från en dator till en annan via relä. Om en dator tar emot data som inte är avsedd för den skickar den det vidare längs ringen. Mottagaren överför inte de uppgifter som är avsedda för honom någonstans.

Fördelen med ringtopologin är högre systemtillförlitlighet vid kabelbrott än vid en vanlig busstopologi, eftersom det finns två åtkomstvägar till varje dator. Nackdelarna med topologin inkluderar den stora längden på kabeln, låg prestanda jämfört med "stjärnan" (men jämförbar med den "gemensamma bussen"), samt dålig informationssäkerhet, som med topologin med en gemensam buss.

Topologin för ett riktigt LAN kan vara exakt densamma som ett av ovanstående eller inkludera en kombination av dem. Nätverkets struktur bestäms i allmänhet av följande faktorer: antalet datorer som är anslutna, krav på tillförlitlighet och effektivitet vid informationsöverföring, ekonomiska överväganden etc.

Fördelarna med att arbeta i ett nätverk framför att arbeta på en PC är att användaren har betydande möjligheter genom tillgång till sina resurser, till exempel att få information (tillgänglig för nätverksanvändare) som finns på andra datorer som är anslutna till nätverket. Det är möjligt att använda kraftfulla datorer för att köra alla program ( fjärrstart program), utbyta information med andra nätverksanvändare. Samtidigt kan du spara lite pengar på grund av att flera användare kommer att kunna arbeta med en gemensam enhet, till exempel en skrivare.

Så för ett kontor, klassrum, avdelning på ett företag är det mycket bättre och billigare att köpa en dyr, men bra och snabb skrivare och använda den som en nätverksskrivare, än att köpa billiga, men dåliga skrivare för varje dator.

När man organiserar kommunikation mellan två datorer tilldelas ofta en dator rollen som leverantör av resurser (program, data, etc.), och den andra tilldelas rollen som användare av dessa resurser. I det här fallet kallas den första datorn en server och den andra kallas en klient eller arbetsstation som kör speciell programvara.

Server(engelska, serve - serve) är en högpresterande dator med stor kapacitet externt minne, som tillhandahåller tjänster till andra datorer genom att hantera distributionen av dyra delade resurser (program, data och kringutrustning).

Klient(arbetsstation) - vilken dator som helst som har tillgång till servertjänster. Servern kan till exempel vara kraftfull dator, som är värd för den centrala databasen, och klienten - vanlig dator, vars program begär data från servern efter behov. I vissa fall kan en dator vara både en klient och en server, det vill säga att den kan tillhandahålla sina resurser och lagrade data till andra datorer och samtidigt använda deras resurser och data.

Kommunikationsprotokoll -är en överenskommen uppsättning specifika regler för utbyte av information mellan olika enheter dataöverföring. Det finns protokoll för överföringshastighet, dataformat, felkontroll osv.

För att arbeta med nätverket måste du ha en speciell nätverksprogramvara som säkerställer dataöverföring i enlighet med ett givet protokoll. Kommunikationsprotokoll kräver att hela volymen av överförd data delas upp i paket - block med fast storlek. Paketen är numrerade så att de sedan kan samlas in rätt sekvens. Till data som finns i paketet läggs till ytterligare information följande format (Fig. 4.1).

mottagare

avsändare

kontrollsumma

Ris. 4.1. Datapaketformat

Kontrollera summan Paketdatan innehåller information som är nödvändig för felkontroll. Första gången beräknas det av den sändande datorn, andra gången av den mottagande datorn, efter att paketet har sänts. Om värdena inte stämmer överens, skadades paketdata under överföringen. Paketet kasseras och en begäran görs automatiskt för att återsända paketet.

När kommunikation upprättas utbyter enheter signaler för att förhandla fram kommunikationskanaler och protokoll. Denna process kallas handskakning.

Nätverksarkitektur- den implementerade strukturen för dataöverföringsnätverket, som bestämmer dess topologi, sammansättningen av enheter och reglerna för deras interaktion i nätverket. Inom ramen för nätverksarkitekturen beaktas frågor om informationskodning, dess adressering och överföring, kontroll av meddelandeflöden, felkontroll och analys av nätverksdrift i nödsituationer och när prestanda försämras.

De vanligaste arkitekturerna är:

• Ethernet (engelska, eter - luft) är ett sändningsnätverk där nätverksstationer kan ta emot alla meddelanden. Nätverkstopologin är linjär eller stjärnformad, dataöverföringshastigheten är 10 eller 100 Mbit/s;
• Arcnet (Attached Resource Computer Network) är ett sändningsnätverk. Fysisk topologi - träd, dataöverföringshastighet 2,5 Mbit/s;
• Token Ring(reläringnätverk, token-passeringsnätverk) - ett ringnät där principen för dataöverföring är baserad på det faktum att varje ringnod väntar på ankomsten av någon kort unik sekvens av bitar (token) från en intilliggande tidigare nod. Ankomsten av token indikerar att det är möjligt att sända ett meddelande från denna nod längre fram i flödet. Dataöverföringshastighet 4 eller 16 Mbit/s;
• FDDI (Fiber Distributed Data Interface) är en nätverksarkitektur för höghastighetsdataöverföring över fiberoptiska linjer. Topologi - dubbel ring eller blandat (inklusive stjärn- eller trädundernät), överföringshastighet 100 Mbit/s. Maxbelopp stationer i nätverket - 1000;
• ATM (Asynchronous Transfer Mode) är en lovande, dyr arkitektur som ger överföring av digital data, videoinformation och röst över samma linjer, överföringshastigheter upp till 2,5 Gbit/s. Optiska kommunikationslinjer.

Specialutrustning används för anslutning:

• nätverkskablar(koaxial, bestående av två koncentriska ledare isolerade från varandra, varav den yttre ser ut som ett rör; fiberoptik; kablar på tvinnade par, bildade av två trådar sammanflätade med varandra, etc.);
• kontakter(kontakter) för anslutning av kablar till en dator, kontakter för anslutning av kabelsektioner;
• nätverksgränssnittsadaptrar för att ta emot och överföra data. I enlighet med ett specifikt protokoll styrs åtkomsten till dataöverföringsmediet. Belägen i systemenheter datorer som är anslutna till nätverket. Ansluts till adapterkontakter nätverkskabel;
• transceivraröka kvalitetsnivån för dataöverföring via kabel, ansvara för att ta emot signaler från nätverket och upptäcka konflikter;
• nav(hubbar) och switchade nav (switchar) utökar topologiska, funktionella och hastighetsmöjligheter dator nätverk. En hubb med en uppsättning olika typer av portar gör att du kan kombinera nätverkssegment med olika kabelsystem. Du kan ansluta antingen en separat nätverksnod eller ett annat nav eller kabelsegment till navporten;
• repeaters(repeaters) förstärker signaler som sänds över långa kabellängder.

Klient-server-teknik. Typen av interaktion mellan datorer på ett lokalt nätverk är vanligtvis förknippad med deras funktionellt syfte. Som med en direkt anslutning, inom lokala nätverk Termerna "klient" och "server" används. Klient-server-teknikär ett speciellt sätt för interaktion mellan datorer i ett lokalt nätverk, där en av datorerna (servern) tillhandahåller sina resurser till en annan dator (klient). I enlighet med detta särskiljs peer-to-peer- och servernätverk.

På peer-to-peer-arkitektur Det finns inga dedikerade servrar i nätverket. Varje arbetsstation kan utföra funktionerna för en klient och en server. I det här fallet allokerar arbetsstationen en del av sina resurser till allmänt bruk alla arbetsstationer i nätverket. Som regel skapas peer-to-peer-nätverk på basis av datorer med lika kraft. Peer-to-peer-nätverk är ganska enkla att installera och använda. I det fall när nätverket består av ett litet antal datorer och dess huvudsakliga funktion är utbyte av information mellan arbetsstationer, är peer-to-peer-arkitektur den mest acceptabla lösningen (tabell 4.1).

Tabell 4.1. Peer-to-peer LAN och LAN med en dedikerad filserver

I peer-to-peer LAN alla arbetsstationer (datorer) har samma möjligheter i förhållande till varandra

I LAN med dedikerad server en av datorerna (servern) tilldelas sändningsfunktioner. Den här datorn har vanligtvis den bästa prestandan och hanterar lagringsenheter på hårddiskar(filserver), stöder delad kringutrustning som skrivarenheter (skrivarserver), plottrar, bandenheter, skannrar, modem, etc.)

För LAN används Olika typer kablar, såväl som radiovågskanaler, infraröda och optiska kanaler.

Datornätverkstopologi. Konfigurationen av LAN bestämmer hur nätverksabonnenter befinner sig och hur de är anslutna till varandra. Det finns flera konfigurationer av lokala nätverk (tabell 4.2).

Tabell 4.2. Lokala nätverkstopologier

Slut på bordet. 4.2

Stjärnformad LAN uppstod på grundval av institutionella telefonnät med PBX.

I mitten av det stjärnformade LAN-nätverket finns en central switch, som sekventiellt avfrågar abonnenter och ger dem rätt att utbyta data

I ringa LAN-information sänds över en sluten kanal (ring), i de flesta fall endast i en riktning. Varje abonnent är direkt ansluten till två angränsande abonnenter, men "lyssnar" på överföringen från vilken nätabonnent som helst

Nätverkshantering. Datornätverk har samma nackdelar som datorer i formen autonoma systemet. Att felaktigt slå på och av utrustning, gå utanför områdets gränser, missbruka information och (eller) manipulera nätverket kan förstöra fungerande system. Att säkerställa nätverkets tillförlitlighet ligger på nätverksadministratören, som alltid måste informeras om psykiskt tillstånd och nätverksprestanda och fatta lämpliga beslut i tid.

Nätverksadministratören hanterar konton och kontrollerar åtkomsträttigheter till data. För att uppnå detta använder nätverk ett namn- och adresseringssystem. Varje användare har sin egen identifierare - ett namn enligt vilket han får begränsad åtkomst till nätverksresurser och till den tid som spenderas på nätverket. Användare kan också grupperas i grupper med sina egna rättigheter och begränsningar. Ett lösenordssystem används för att förhindra obehörig åtkomst.

En av nackdelarna med peer-to-peer-nätverk - närvaron av distribuerad data och möjligheten att ändra serverresurserna för varje arbetsstation - komplicerar skyddet av information från obehörig åtkomst. När utvecklarna inser detta börjar de uppmärksamma Särskild uppmärksamhet frågor om informationssäkerhet i peer-to-peer-nätverk. En annan nackdel med peer-to-peer-nätverk är deras låg prestanda. Detta beror på att nätverksresurserna är koncentrerade till arbetsstationer, som samtidigt måste utföra funktionerna hos klienter och servrar.

På servernätverk Det finns en tydlig uppdelning av funktioner mellan datorer: vissa av dem är alltid klienter, medan andra är servrar. Med tanke på mängden tjänster som tillhandahålls av datornätverk finns det flera typer av servrar, nämligen: nätverksserver, filserver, skrivarserver, e-postserver, etc.

Nätverksserver representerar specialiserad dator, fokuserat på att utföra huvuddelen av datorarbete och funktioner för att hantera ett datornätverk. Denna server innehåller kärnan i nätverksoperativsystemet, under vilken hela det lokala nätverket fungerar. Nätverksservern har ganska hög prestanda och en stor mängd minne. Med en sådan nätverksorganisation Arbetsstationernas funktioner reduceras till inmatning/utmatning av information och dess utbyte med en nätverksserver.

Termin fil server avser en dator vars huvudsakliga funktion är att lagra, hantera och överföra datafiler. Den bearbetar eller modifierar inte filerna den lagrar eller överför. Servern kanske inte "vet" om filen är det textdokument, grafisk representation eller kalkylblad. I allmänhet kanske filservern inte ens har ett tangentbord eller bildskärm. Alla ändringar av datafiler görs från klientarbetsstationer. För att göra detta läser klienter datafiler från fil server, gör nödvändiga ändringar av data och returnerar dem till filservern. En sådan organisation är mest effektiv när ett stort antal användare arbetar med gemensam bas data. Inom stora nätverk Flera filservrar kan användas samtidigt.

Skrivarserver(skrivarserver) är en skrivarenhet som använder nätverksadapter ansluter till överföringsmediet. Skrivarservern fungerar oberoende av andra nätverksenheter, tjänster utskriftsbegäranden från alla servrar och arbetsstationer. Särskilda högpresterande skrivare används som skrivarservrar.

Vid hög intensitet av datautbyte med globala nätverk inom lokala nätverk tilldelas e-postservrar , Med med vilka e-postmeddelanden behandlas.

Nätverkslayout och komponenter. "Server" och "arbetsstation"

Ett datornätverk (CN) är en komplex uppsättning sammankopplade och koordinerade hårdvaru- och mjukvarukomponenter. Hårdvarukomponenterna i ett lokalt nätverk är datorer och olika kommunikationsutrustning (kabelsystem, hubbar, etc.). Programvarukomponenterna i flygplanet är operativsystem (OS) och nätverksapplikationer.

Nätverkslayout är processen att ordna hårdvarukomponenter för att uppnå önskat resultat.

Beroende på hur funktioner fördelas mellan datorer i nätverket kan de agera i tre olika roller:

1. En dator som uteslutande hanterar serviceförfrågningar från andra datorer spelar rollen som en dedikerad nätverksserver (Fig. 1.4).

2. En dator som gör förfrågningar till en annan maskins resurser spelar rollen som en klientnod (Fig. 1.5).

3. En dator som kombinerar funktionerna hos en klient och en server är en peer-to-peer-nod (Fig. 1.6).

Ris. 1.4. Dator - dedikerad nätverksserver

Ris. 1.5. Dator som klientnod

Uppenbarligen kan nätverket inte bara bestå av klientnoder eller endast servernoder.

Nätverket kan byggas enligt ett av tre scheman:

· peer-to-peer-nätverk – peer-to-peer-nätverk;

· nätverk baserat på klienter och servrar – ett nätverk med dedikerade servrar;

· ett nätverk som inkluderar noder av alla slag – ett hybridnätverk.

Var och en av dessa system har sina egna fördelar och nackdelar som bestämmer deras användningsområde.

Ris. 1.6. Dator - peer

I peer-to-peer-nätverk kan samma PC vara både en server och en klient, inklusive en klient till sin klient. I hierarkiska nätverk lagras delade resurser endast på servern själva servern kan bara vara en klient till en annan server på en högre hierarkinivå.

Dessutom kan var och en av servrarna implementeras antingen på en separat dator eller i ett litet LAN, eller kombineras på en dator med någon annan server.

Det finns också kombinerade nätverk som kombinerar bästa egenskaper peer-to-peer och serverbaserade nätverk. Många administratörer anser att ett sådant nätverk bäst tillgodoser deras behov.

Nätverksarkitektur definierar huvudelementen i nätverket, kännetecknar dess övergripande logiska organisation, teknisk support,programvara, beskriver kodningsmetoder. Arkitekturen definierar också driftsprinciperna och användargränssnittet.

Terminal-värd arkitektur;

Peer-to-peer-arkitektur;

Klient-server-arkitektur.

Terminal-värd arkitektur

Terminal-värddatorarkitektur är ett koncept av ett informationsnätverk där all databehandling utförs av en eller en grupp av värddatorer.

Arkitekturen som övervägs involverar två typer av utrustning:

Huvuddatorn där nätverkshantering, datalagring och bearbetning utförs;

Terminaler utformade för att överföra kommandon till värddatorn för att organisera sessioner och utföra uppgifter, mata in data för att slutföra uppgifter och få resultat.

Huvuddatorn interagerar med terminalerna genom MTD, som visas i Fig. 1.7.

Ett klassiskt exempel på en värdnätverksarkitektur är System Network Architecture (SNA).

Ris. 1.7. Terminal-värd arkitektur

Peer-to-peer-arkitektur

Peer-to-peer-arkitektur är konceptet med ett informationsnätverk där dess resurser är spridda över alla system. Denna arkitektur kännetecknas av att alla system i den har lika rättigheter.

Peer-to-peer-nätverk inkluderar små nätverk där vilken arbetsstation som helst samtidigt kan utföra funktionerna för en filserver och en arbetsstation. På peer-to-peer LAN disk utrymme och filer på vilken dator som helst kan delas. För att en resurs ska delas måste den delas med hjälp av tjänster Fjärranslutning nätverk peer-to-peer operativsystem. Beroende på hur dataskyddet är inställt kommer andra användare att kunna använda filerna direkt efter att de har skapats. Peer-to-peer LAN är bara tillräckligt bra för små arbetsgrupper.

Peer-to-peer LAN är den enklaste och billigaste typen av nätverk att installera. Genom att ansluta datorer kan användare dela resurser och information.

Peer-to-peer-nätverk har följande fördelar:

De är lätta att installera och konfigurera;

Enskilda datorer är inte beroende av en dedikerad server;

Användare kan kontrollera sina resurser;

Låg kostnad och enkel drift;

Minimiutrustning och mjukvara;

Inget behov av en administratör;

Väl lämpad för nätverk med högst tio användare.

Problemet med peer-to-peer-arkitektur är när datorer går offline. I dessa fall försvinner de typer av tjänster de tillhandahållit från nätverket. Nätverkssäkerhet kan bara tillämpas på en resurs åt gången, och användaren måste komma ihåg så många lösenord som nätverksresurser. När du får tillgång till en delad resurs märks en nedgång i datorns prestanda. Betydande nackdel peer-to-peer-nätverk är bristen på centraliserad administration.

Användningen av en peer-to-peer-arkitektur utesluter inte användningen av en terminal-värd- eller klient-server-arkitektur på samma nätverk.

Klient-server-arkitektur

Klient-serverarkitektur är ett koncept av ett informationsnätverk där huvuddelen av dess resurser är koncentrerade till servrar som betjänar deras klienter (Fig. 1.8). Arkitekturen i fråga definierar två typer av komponenter: servrar och klienter.

En server är ett objekt som tillhandahåller tjänster till andra nätverksobjekt baserat på deras förfrågningar. Service är processen att betjäna kunder.

Servern arbetar på order från klienter och hanterar utförandet av deras jobb. Efter att varje jobb är slutfört skickar servern resultaten till klienten som skickade jobbet.

Tjänstefunktionen i klient-server-arkitekturen beskrivs av en uppsättning applikationsprogram, i enlighet med vilka olika applikationsprocesser utförs.

Ris. 1.8. Klient-server-arkitektur

En process som anropar en servicefunktion med hjälp av vissa operationer kallas en klient. Detta kan vara ett program eller en användare. I fig. 1.9 visar en lista över tjänster i klient-server-arkitekturen.

Klienter är arbetsstationer som använder serverresurser och tillhandahåller bekväma användargränssnitt. Användargränssnitt (Fig. 1.9) är procedurer för användarinteraktion med ett system eller nätverk.

I nätverk med en dedikerad filserver installeras ett serverbaserat nätverksoperativsystem på en dedikerad fristående PC. Denna PC blir en server. Programvara installerad på arbetsstationen gör att den kan utbyta data med servern. De vanligaste nätverksoperativsystemen är:

NetWare från Novel;

Windows NT från Microsoft;

PÅ UNIX

Förutom nätverksoperativsystemet, nätverk applikationsprogram, inse fördelarna med nätverket.

Ris. 1.9. Klient-server-modell

Utbudet av uppgifter som servrar utför i hierarkiska nätverk är mångsidigt och komplext. För att anpassa sig till användarnas ökande behov har LAN-servrar blivit specialiserade. Så till exempel i operativ system Windows NT Server Det finns olika typer av servrar:

1. Filservrar och skrivarservrar. De styr användarnas åtkomst till filer och skrivare. Så för att till exempel arbeta med ett textdokument, startar du först och främst en ordbehandlare på din dator (PC). Nästa är det nödvändiga dokumentet ordbehandlare, lagrad på filservern, laddas in i datorns minne, och därmed kan du arbeta med detta dokument på datorn. Med andra ord är en filserver utformad för att lagra filer och data.

2. Applikationsservrar (inklusive en databasserver (DB), WEB-server). De kör applikationsdelar av klient-serverapplikationer (program). Dessa servrar skiljer sig fundamentalt från filservrar genom att de arbetar med en filserver nödvändig fil eller så kopieras hela data till den begärande datorn, och när man arbetar med applikationsservern skickas endast förfrågningsresultaten till datorn. Till exempel, på begäran kan du bara få en lista över anställda födda i september, utan att ladda ner hela personaldatabasen till din PC.

3. Mailservrar kontrollerar överföringen e-postmeddelanden mellan nätverksanvändare.

4. Faxservrar hanterar flödet av inkommande och utgående faxmeddelanden genom ett eller flera faxmodem.

5. Kommunikationsservrar styr dataflödet och e-postmeddelanden mellan detta LAN och andra nätverk eller fjärranvändare via modem och telefonlinje. De ger också tillgång till Internet.

6. Katalogtjänstservern är utformad för att söka, lagra och skydda information på nätverket. Windows NT Server förenar datorer i logiska domängrupper, vars säkerhetssystem ger användarna olika åtkomsträttigheter till alla nätverksresurser.

Klienten är initiativtagare och använder e-post eller andra servertjänster. I denna process begär klienten en tjänst, upprättar en session, får de resultat den vill ha och rapporterar slutförandet.

Serverbaserade nätverk har bästa egenskaper och ökad tillförlitlighet. Servern äger de huvudsakliga nätverksresurserna som nås av andra arbetsstationer.

I modern klient-server-arkitektur finns det fyra grupper av objekt: klienter, servrar, data och nätverkstjänster. Klienter finns i system på användararbetsstationer. Data lagras huvudsakligen på servrar. Nätverkstjänster är delade servrar och data. Dessutom hanterar tjänsterna databehandlingsprocedurer.

Klient-server-arkitekturnätverk har följande fördelar:

Låter dig organisera nätverk med ett stort antal arbetsstationer;

Tillhandahålla centraliserad hantering av användarkonton, säkerhet och åtkomst, vilket förenklar nätverksadministrationen;

Effektiv tillgång till nätverksresurser;

Användaren behöver ett lösenord för att logga in i nätverket och för att få tillgång till alla resurser som användarrättigheter gäller.

Tillsammans med fördelarna med klient-server-arkitekturnätverk har de också ett antal nackdelar:

Ett serverfel kan göra nätverket obrukbart;

Kräva kvalificerad personal för administration;

De har en högre kostnad för nätverk och nätverksutrustning.

Välja en nätverksarkitektur

Valet av nätverksarkitektur beror på syftet med nätverket, antalet arbetsstationer och de aktiviteter som utförs på det.

Du bör välja ett peer-to-peer-nätverk om:

Antalet användare överstiger inte tio;

Alla bilar står nära varandra;

Det finns små ekonomiska möjligheter;

Det finns inget behov av en specialiserad server som en databasserver, faxserver eller någon annan;

Det finns ingen möjlighet eller behov av centraliserad administration.

Du bör välja ett klient-servernätverk om:

Antalet användare överstiger tio;

Kräver centraliserad hantering, säkerhet, resurshantering eller säkerhetskopiering;

En specialiserad server krävs;

Kräver tillgång till det globala nätverket;

Det krävs att dela resurser på användarnivå.

Nätverksarkitektur är den implementerade strukturen för ett dataöverföringsnätverk, som bestämmer dess topologi, sammansättningen av enheter och reglerna för deras interaktion i nätverket. Inom ramen för nätverksarkitekturen beaktas frågor om informationskodning, dess adressering och överföring, kontroll av meddelandeflöden, felkontroll och analys av nätverksdrift i nödsituationer och försämring av egenskaper.

De vanligaste nätverksarkitekturerna är:

Ethernet (från engelska, ether - ether) är ett sändningsnätverk. Det betyder att alla stationer i nätet kan ta emot alla meddelanden. Topologi - linjär eller stjärnformad. Dataöverföringshastighet - 10 eller 100 Mbit/s. Arcnet (Attached Resource Computer Network) är ett sändningsnätverk. Fysisk topologi - träd. Dataöverföringshastighet - 2,5 Mbit/s;

Token Ring (reläringnätverk, nätverk med tokenpassering) är ett ringnätverk där principen för dataöverföring bygger på det faktum att varje ringnod väntar på ankomsten av någon kort unik sekvens av bitar - en token - från en intilliggande föregående nod. Ankomsten av token indikerar att det är möjligt att sända ett meddelande från denna nod längre fram i flödet. Dataöverföringshastighet - 4 eller 16 Mbit/s;

FDDI (Fiber Distributed Data Interface) är en nätverksarkitektur för höghastighetsdataöverföring över fiberoptiska linjer. Dataöverföringshastighet - 100 Mbit/s. Topologi - dubbelring eller blandad (inklusive stjärn- eller trädundernät). Det maximala antalet stationer i nätverket är 1000. Mycket hög kostnad för utrustning;

ATM (Asynchronous Transfer Mode) är en lovande, men ändå mycket dyr arkitektur som tillhandahåller överföring av digital data, videoinformation och röst över samma linjer. Dataöverföringshastighet - upp till 2,5 Gbit/s. Optiska kommunikationslinjer.