Курс лекций информатика
.pdfвремени адрес пакета и только в случае необходимости пересылают его в другой сегмент. Задержка пересылки при этом равна времени приема и распознавания пакета. Сам пакет коммутатором не принимается. В данном случае каждый сегмент работает только с частью пакетов общей сети, что снижает интенсивность обмена в сегментах и улучшает их пропускную способность.
Трансиверы, или приемопередатчики (от английских слов
TRANsmitter + reCEIVER) служат для двунаправленной передачи между адаптером и сетевым кабелем или между двумя сегментами (отрезками) сетевого кабеля, это часть сетевого адаптера, его оконечное устройство, выходящее на кабель. Основной функцией трансивера является усиление сигналов или преобразование их в другую форму для улучшения характеристик сети, например, повышения помехоустойчивости и/или увеличения расстояния между абонентами.
Повторители (они же репитеры) выполняют более простую задачу, чем трансиверы. Повторитель — устройство, действующее на физическом уровне, предназначенное для компенсации затухания в среде передачи данных путем усиления сигналов в целях увеличения расстояния их распространения. Одной из разновидностей повторителей являются конверторы среды. Они позволяют преобразовывать сигналы, например, при соединении коаксиального и оптоволоконного кабелей, при переходе из одной среды передачи в другую.
Важно помнить, что ни трансиверы, ни повторители не производят абсолютно никакой информационной обработки проходящих через них пакетов. С точки зрения передачи информации они представляют собой абсолютно пассивные устройства. Поэтому они в принципе не могут хоть как-то изменить основные информационные характеристики сети. Соединяя с их помощью отдельные части сети, получают всего лишь такую же сеть, но только большего объема и с лучшим качеством передачи сигналов.
332
Разветвитель — пассивное устройство для соединения более двух кабельных сегментов.
Шлюзы — устройства, оперирующие на верхних уровнях модели OSI (сеансовом, представления и приложений). Они представляют метод подсоединения сетевых сегментов и компьютерных сетей к центральным ЭВМ. Необходимость в применении шлюзов появляется, когда объединяют две системы с совершенно различной архитектурой для перевода потока данных, проходящих между этими системами.
Для подключения к стандартным линиям связи используются модемы. Наибольшее распространение получили модемы, ориентированные на подключение к коммутируемой телефонной линии.
Модем – устройство, предназначенное для обмена информацией между удаленными компьютерами по каналам связи. Модем для подключения к коммутируемой телефонной линии выполняет преобразование компьютерных данных в звуковой аналоговый сигнал для передачи по телефонной линии (модуляция), а также обратное преобразование (демодуляция).
Внешний модем
Рис. 51
Модемы бывают внутренние и внешние. Внутренние модемы вставляются внутрь системного блока компьютера. Внешние модемы представлены в виде отдельного устройства, которое соединяется кабелем с последовательным портом компьютера. Внутренние модемы содержат встроенный последовательный порт и получают питание от компьютера, внешние имеют отдельный блок питания. Внутренние модемы дешевле
333
внешних при прочих равных характеристиках, основной из которых является скорость.
Факс-модем – устройство, обеспечивающее электронную передачу обычного текста, чертежей, фотографий, схем, документов, преобразование информации в форму, пригодную для передачи по имеющемуся каналу связи, и формирование на бумажном носителе на приемной стороне дубликата — факсимиле — исходного документа. Вообще говоря, в состав любого телефакса входят сканер для считывания документа, модем, передающий и принимающий информацию по телефонной линии, а также принтер, печатающий принимаемое сообщение на термоили обычной бумаге. Разумеется, в платах факс-модемов такие узлы, как сканер и принтер, отсутствуют. Информация представлена только в электронном виде.
12.3.Программное обеспечение компьютерных сетей
12.3.1.Назначение и виды сетевого программного
обеспечения
Программное обеспечение компьютерных сетей обеспечивает организацию коллективного доступа к вычислительным и информационным ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение ресурсов сети с целью повышения оперативности обработки информации и максимальной загрузки аппаратных средств, а также в случае отказа и выхода из строя отдельных технических средств и т.д.
Программное обеспечение вычислительных сетей включает три компонента:
общее программное обеспечение, образуемое базовым ПО отдельных ЭВМ, входящих в состав сети;
специальное программное обеспечение, образованное прикладными программными средствами, отражающими специфику предметной области пользователей при реализации
задач управления;
334
системное сетевое программное обеспечение,
представляющее комплекс программных средств, поддерживающих и координирующих взаимодействие всех ресурсов вычислительной сети как единой системы.
Особая роль в ПО вычислительной сети отводится системному сетевому программному обеспечению, функции которого реализуются в виде распределенной операционной системы сети.
Операционная система сети включает в себя набор управляющих и обслуживающих программ, обеспечивающих:
межпрограммный метод доступа (возможность организации связи между отдельными прикладными программами комплекса, реализуемыми в различных узлах сети);
доступ отдельных прикладных программ к ресурсам сети (и в первую очередь к устройствам ввода-вывода);
синхронизацию работы прикладных программных средств в условиях их обращения к одному и тому же вычислительному ресурсу;
обмен информацией между программами с использованием сетевых «почтовых ящиков»;
выполнение команд оператора с терминала, подключенного к одному из узлов сети, на каком-либо устройстве, подключенном к другому удаленному узлу вычислительной сети;
удаленный ввод заданий, вводимых с любого терминала, и их выполнение на любой ЭВМ в пакетном или оперативном режиме;
обмен наборами данных (файлами) между ЭВМ сети;
доступ к файлам, хранимым в удаленных ЭВМ, и обработку этих файлов;
защиту данных и вычислительных ресурсов сети от несанкционированного доступа;
выдачу различного рода справок об использовании информационных, программных и технических ресурсов сети;
335
передачу текстовых сообщений с одного терминала пользователя на другие (электронная почта).
Спомощью операционной системы сети:
устанавливается последовательность решения задач пользователя;
задачи пользователя обеспечиваются необходимыми данными, хранящимися в различных узлах сети;
контролируется работоспособность аппаратных и программных средств сети;
обеспечивается плановое и оперативное распределение ресурсов в зависимости от возникающих потребностей различных пользователей вычислительной сети.
Выполняемое с помощью сетевой операционной системы управление включает: планирование сроков и очередности получения и выдачи информации абонентам; распределение решаемых задач по ЭВМ сети; присвоение приоритетов задачам и выходным сообщениям; изменение конфигурации сети ЭВМ; распределение информационных вычислительных ресурсов сети для решения задач пользователя.
Оперативное управление процессом обработки информации с помощью сетевой операционной системы помогает организовать: учет выполнения заданий (либо определить причины их невыполнения); выдачу справок о прохождении задач в сети; сбор данных о работах, выполняемых
всети.
12.3.2.Серверные операционные системы
Серверные версии Windows (Microsoft). В настоящее время одна из операционных систем семейства Windows установлена на более чем 90% персональных компьютеров, но в случае серверов картина выглядит намного более разнообразной и доминирования какого-то одного производителя на рынке серверных операционных систем пока не
336
наблюдается. Тем не менее, серверные версии Windows сейчас применяются довольно широко.
Windows NT Server, первая полностью 32-разрядная операционная система этого семейства, появилась вскоре после выпуска Windows 95 и ознаменовала собой первый шаг на пути завоевания компанией Microsoft части рынка серверных операционных систем. Наиболее популярной была версия 4.0 и существовавшая в версии не только для Intel-совместимых компьютеров, но и для RISC-систем (правда, позже Microsoft отказалась от поддержки последних).
Windows NT Server 4.0 обладала удобными средствами администрирования (Microsoft Management Console, MMC — набор мастеров администрирования для наиболее типичных задач), встроенным
Web-сервером (Internet Information Server 4.0), средствами диагностики сети (Network Monitor) и самодиагностики, редактором системной политики и профилей пользователей, средством управления процессами и задачами Task Manager, развитыми средствами поддержки локальных сетей и интеграции с другими операционными системами, например с Novell NetWare, утилитами и службами управления рабочими станциями. Чуть позже для этой операционной системы появились в качестве бесплатного дополнения такие сервисы, как монитор транзакций и сервер приложений Microsoft Transaction Server, сервер управления очередями сообщений Microsoft Message Queue Server, а также ряд коммерческих продуктов производства Microsoft (в частности, Microsoft SQL Server и Microsoft Exchange Server). При этом данная операционная система обладала привычным пользовательским интерфейсом Windows 95, что сокращало затраты на обучение администраторов, могла поддерживать нескольких процессоров, да и надежность ее была вполне приемлемой для многих наиболее распространенных задач. В целом ее применение в качестве серверной операционной системы часто оказывалось намного дешевле, чем использование конкурирующих серверных ОС, требующих более
337
высоких затрат не только на администрирование, но и на аппаратное обеспечение.
Понимая, что все эти особенности сделают данную операционную систему весьма популярной как минимум среди малых и средних предприятий, производители СУБД, серверов приложений, Web-серверов, средств управления сетями начали выпускать версии своих продуктов для этой операционной системы, причем даже те из них, которые ранее рассматривали Windows исключительно как клиентскую платформу. Все это привело к еще большему росту популярности Windows NT Server 4.0, и она до сих пор активно используется многими компаниями.
Windows 2000, 2003, существующая в виде трех сетевых версий
(Server, Advanced Server, Datacenter Server), сочетает в себе надежность
Windows NT с некоторой гибкостью, присущей операционным системам семейства Windows 9x. На данный момент это самая популярная операционная система Microsoft в корпоративном секторе.
К серверным операционным системам этого семейства относятся Windows 2000 Server — универсальная сетевая операционная система для серверов рабочих групп и отделов, Windows 2000 Advanced Server — операционная система для эксплуатации бизнес-приложений и приложений для электронной коммерции и Windows 2000 Datacenter Server
— операционная система для наиболее ответственных приложений, осуществляющих обработку данных.
В архитектуру Windows 2000 Server был внесен ряд улучшений, которые привели к повышению доступности этой ОС — значительное количество задач администрирования, для которых была необходима перезагрузка системы Windows NT Server 4.0, не требует перезагрузки
Windows 2000 Server. Кроме того, в состав Windows 2000 Server были включены дополнительные службы, облегчающие управление серверами, сетями и рабочими станциями. В частности, был добавлен набор служб каталогов Active Directory, улучшающий управляемость и повышающий защищенность операционной системы, что позволяет создать единое
338
хранилище учетных записей пользователей, клиентов, серверов и приложений Windows. При этом Windows 2000 Server можно интегрировать со службами каталогов Novell NDS и сервера Microsoft Exchange Server.
В Windows 2000 Server были добавлены дополнительные средства конфигурирования сетей, организации виртуальных частных сетей (Virtual Private Networking) и подключения удаленных пользователей, средства Terminal Services для удаленного управления компьютерами. Все это расширило сферу применения данной операционной системы — теперь она могла обслуживать территориально распределенные предприятия, причем затраты на ее администрирование снизились. Кроме того, в данную операционную систему были добавлены новые средства защиты данных и аутентификации, службы компонентов (COM+), являющиеся дальнейшим развитием Microsoft Transaction Server, что позволило создавать для этой ОС корпоративные приложения, обладающие масштабируемостью и надежностью.
Windows 2000 Server можно применять как в небольших рабочих группах, так и на достаточно крупных предприятиях.
Windows 2000 Advanced Server обладает всеми возможностями Windows 2000 Server, а также поддерживает кластеризацию и баланс нагрузки, что делает возможным выполнение масштабируемых приложений с непрерывным доступом к данным.
Операционная система Windows 2000 Datacenter Server содержит по сравнению с Windows 2000 Advanced Server дополнительные компоненты с широкими функциональными возможностями, среди которых — поддержка симметричной мультипроцессорной обработки (Symmetric Multi-Processing, SMP) с использованием 32 процессоров, поддержка до 64 Гбайт оперативной памяти, средства восстановления после отказа на основе четырехузловой кластеризации, инструмент Process Control Tool, предназначенный для распределения серверных ресурсов, средства периодического обновления операционной системы. Быстродействие
339
операционной системы Windows 2000 Datacenter Server сопоставимо с быстродействием ведущих RISC/UNIX-решений при значительно меньшей совокупной стоимости владения (Total Cost of Ownership, TCO).
Как и в случае Windows NT, для Windows 2000 существуют версии серверных СУБД и серверов приложений всех ведущих производителей, средства групповой работы и обмена сообщениями, средства управления сетями и приложениями.
Семейство Windows .NET Server, является дальнейшим развитием операционных систем Windows 2000. Основными особенностями семейства операционных систем Windows .NET Server являются наличие в их составе платформы Microsoft .NET Framework, а также поддержка Webсервисов XML (вплоть до наличия в составе операционной системы UDDIсервера).
Windows .NET Server существует в четырех редакциях:
Windows .NET Web Server — новый продукт, представляющий собой операционную систему для развертывания и обслуживания Webприложений и Web-сервисов, включая приложения ASP .NET;
Windows .NET Standard Server — ориентируется на мелкие и средние компании и представляет собой сетевую операционную систему, предназначенную для выполнения серверной части бизнес-решений (например, серверных СУБД). В ней имеются средства совместного использования файлов и принтеров, безопасного подключения к Интернету, централизованного развертывания приложений для настольных компьютеров и организации эффективной совместной работы пользователей, а также средства взаимодействия с клиентами и партнерами. В Windows .NET Standard Server реализована поддержка до 4 Гбайт оперативной памяти и симметричной многопроцессорной обработки с использованием двух процессоров;
Windows .NET Enterprise Server — в наибольшей степени подходит для компаний средних и крупных размеров. По сравнению с Windows .NET Standard Server сюда добавлены функциональные возможности,
340
необходимые для поддержки инфраструктуры организации, бизнесприложений и транзакций. Эта ОС поддерживает до восьми процессоров, создание кластеров, состоящих из четырех узлов, обладает оперативной памятью объемом до 32 Гбайт. Данная операционная система доступна также для 64-разрядных вычислительных платформ;
Windows .NET Datacenter Server — эта ОС предназначена для создания критически важных технических решений, с высокими требованиями к масштабируемости и доступности. К таким решениям относятся средства управления предприятиями (Enterprise Resource Planning, ERP), приложения для обработки транзакций в режиме реального времени, а также решения, основанные на интеграции нескольких серверных продуктов (например, СУБД, серверов приложений и Webсерверов). В Windows .NET Datacenter Server реализована поддержка симметричной многопроцессорной обработки с использованием до 32 процессоров и в качестве стандартных функций предоставляются службы балансировки нагрузки и создания кластеров, состоящих из восьми узлов. Данная ОС доступна также для 64-разрядных вычислительных платформ.
Отметим, что все операционные системы этого семейства используют технологию защиты от нелегального использования Windows Product Activation.
HP-UX (Hewlett-Packard). Операционная система HP-UX,
разработанная в компании Hewlett-Packard, является потомком AT&T System V. Ее последняя версия, HP-UX 11i, доступна для двух аппаратных платформ — PA_RISC и Itanium и главным образом ориентирована на серверы производства Hewlett-Packard.
Среди особенностей HP-UX 11i нужно назвать средства интеграции с Windows и Linux, в том числе средства переноса Java-приложений, разработанных для этих платформ, а также средства повышения производительности Java-приложений. К тому же с помощью средства разработки Java-приложений Webgain Studio (потомка Symantec Visual Cafe) можно в Windows создавать приложения, оптимизированные для HP-
341