Основные понятия и определения
В каждом из трех прошедших столетий преобладала какая-то одна господствующая технология. 18 век был веком индустриальной революции и механизации. В 19 веке наступила эпоха паровых двигателей. В 20 веке главной технологией стали сбор, обработка и распространение информации. Среди прочих разработок этого столетия следует отметить создание глобальных телефонных сетей, изобретение радио и телевидения, рождение и небывалый рост компьютерной индустрии, запуск спутников связи.
Хотя компьютерная индустрия еще довольно молода, прогресс в развитии компьютерных технологий был весьма впечатляющим. Объединение компьютеров и средств связи оказало глубокое влияние на принцип организации компьютерных систем. Модель, в которой один компьютер выполнял всю необходимую работу по обработке данных, уступила место модели, представляющей собой большое количество отдельных, но связанных между собой компьютеров. Такие системы называются компьютерными сетями.
В дальнейшем будет использоваться термин компьютерная сеть для обозначения набора связанных между собой автономныхкомпьютеров. Два компьютера называются связанными между собой, если они могут обмениваться информацией.
В литературе часто возникает путаница между понятиями компьютерная сеть и распределенная система. Основное их различие заключается в том, что в распределенной системе наличие многочисленных автономных компьютеров прозрачно, то есть незаметно, для пользователя. Он может ввести команду для запуска некоторой программы, и программа запустится. Однако какой выбрать процессор, где расположены необходимые для работы программы файлы, как их транспортировать и куда поместить результат, будет решать операционная система (ОС). Другими словами, пользователь распределенной системы не знает о существовании нескольких процессоров. Система выглядит как единый виртуальный процессор. Назначение заданий процессорам, перемещение файлов к месту использования, а также другие системные функции должны быть автоматическими.
В сети пользователь должен явно зарегистрироваться на одной машине, явно указывать удаленные задания, явно перемещать файлы и управлять работой сети. В распределенной системе ничего не должно делаться явно, все производится системой автоматически.
На самом деле распределенная система является программной системой, построенной на базе сети. Эта программная система обеспечивает высокую степень связности элементов и прозрачности. Таким образом, различие между компьютерной сетью и распределенной системой заключается в программном обеспечении (особенно в ОС), а не в аппаратуре. Тем не менее, эти два понятия имеют много общего. Например, как компьютерная сеть, так и распределенная система занимаются перемещением файлов. Разница в том, кто вызывает перемещение – система или пользователь.
Применение компьютерных сетей
Почему люди интересуются компьютерными сетями и для чего сети могут быть использованы?
Первая цель – предоставление доступа к программам, оборудованию и особенно данным для любого пользователя сети. Это называется совместное использование ресурсов. Тот факт, что пользователь находится на расстоянии тысяч км от данных, не должно мешать ему воспользоваться этими данными так же, как если бы он находился рядом.
Вторая цель – обеспечение высокой надежности при помощи альтернативных источников информации. Например, все файлы могут быть расположены на двух или трех машинах одновременно, так что, если одна из них недоступна по какой-либо причине, то используются другие копии. Кроме того, наличие нескольких процессоров означает, что если один из них выйдет из строя, другие смогут выполнить его работу, хотя и с уменьшенной производительностью. Возможность продолжать работу, несмотря на аппаратные проблемы, имеет чрезвычайно большое значение для военных и банковских задач, в управлении воздушным транспортом и безопасностью ядерного реактора, и т.п.
Третья цель – экономия средств. Небольшие компьютеры обладают значительно лучшим соотношением цена–производительность, нежели большие. Это несоответствие заставляет разработчиков создавать системы на основе клиент-серверной модели, в которой обмен информацией обычно принимает форму запроса от клиента к серверу на выполнение каких-либо действий. Сервер выполняет работу и отсылает обратно ответ. Обычно в сети количество клиентов значительно больше числа используемых ими серверов.
Четвертая цель – масштабируемость, то есть способность увеличивать производительность системы по мере роста нагрузки за счет простого добавления процессоров. В случае клиент-серверной модели новые клиенты и новые серверы могут добавляться по мере необходимости.
И пятая цель – ускорение передачи информации. Компьютерная сеть является мощным средством связи между удаленными друг от друга сотрудниками организации. При помощи сети два или более удаленных друг от друга сотрудника могут легко составить совместный отчет. Если один из них изменяет документ, находящийся на сервере, в режиме on-line, остальные могут немедленно увидеть эти изменения, а не ждать письма несколько дней. На длительном отрезке времени использование сетей для общения между людьми может оказаться даже важнее, чем любая из технических целей.
Все приведенные цели использования компьютерных сетей имеют экономическую или технологическую природу. В 90-х годах сети стали предоставлять услуги частным лицам на дому. Эти услуги не имели ничего общего с описанной моделью корпоративной эффективности. Существует 3 наиболее важных причины популярности использования сетей частными лицами. Это – доступ к удаленной информации, общение и интерактивные развлечения.
Доступ к удаленной информации может осуществляться в различной форме. Например, доступ к финансовым, административным, торговым или управляющим организациям. Это оплата счетов, получение различных справок, посещение интернет-магазинов и многое другое. Это электронная почта и проведение видеоконференций. Это, наконец, индустрия сетевых развлечений.
Популярной чертой сетей является социальный аспект, где люди могут обмениваться мнениями по самым различным вопросам.
Основные понятия и определения
В каждом из трех прошедших столетий преобладала какая-то одна господствующая технология. 18 век был веком индустриальной революции и механизации. В 19 веке наступила эпоха паровых двигателей. В 20 веке главной технологией стали сбор, обработка и распространение информации. Среди прочих разработок этого столетия следует отметить создание глобальных телефонных сетей, изобретение радио и телевидения, рождение и небывалый рост компьютерной индустрии, запуск спутников связи.
Хотя компьютерная индустрия еще довольно молода, прогресс в развитии компьютерных технологий был весьма впечатляющим. Объединение компьютеров и средств связи оказало глубокое влияние на принцип организации компьютерных систем. Модель, в которой один компьютер выполнял всю необходимую работу по обработке данных, уступила место модели, представляющей собой большое количество отдельных, но связанных между собой компьютеров. Такие системы называются компьютерными сетями.
В дальнейшем будет использоваться термин компьютерная сеть для обозначения набора связанных между собой автономныхкомпьютеров. Два компьютера называются связанными между собой, если они могут обмениваться информацией.
В литературе часто возникает путаница между понятиями компьютерная сеть и распределенная система. Основное их различие заключается в том, что в распределенной системе наличие многочисленных автономных компьютеров прозрачно, то есть незаметно, для пользователя. Он может ввести команду для запуска некоторой программы, и программа запустится. Однако какой выбрать процессор, где расположены необходимые для работы программы файлы, как их транспортировать и куда поместить результат, будет решать операционная система (ОС). Другими словами, пользователь распределенной системы не знает о существовании нескольких процессоров. Система выглядит как единый виртуальный процессор. Назначение заданий процессорам, перемещение файлов к месту использования, а также другие системные функции должны быть автоматическими.
В сети пользователь должен явно зарегистрироваться на одной машине, явно указывать удаленные задания, явно перемещать файлы и управлять работой сети. В распределенной системе ничего не должно делаться явно, все производится системой автоматически.
На самом деле распределенная система является программной системой, построенной на базе сети. Эта программная система обеспечивает высокую степень связности элементов и прозрачности. Таким образом, различие между компьютерной сетью и распределенной системой заключается в программном обеспечении (особенно в ОС), а не в аппаратуре. Тем не менее, эти два понятия имеют много общего. Например, как компьютерная сеть, так и распределенная система занимаются перемещением файлов. Разница в том, кто вызывает перемещение – система или пользователь.
Применение компьютерных сетей
Почему люди интересуются компьютерными сетями и для чего сети могут быть использованы?
Первая цель – предоставление доступа к программам, оборудованию и особенно данным для любого пользователя сети. Это называется совместное использование ресурсов. Тот факт, что пользователь находится на расстоянии тысяч км от данных, не должно мешать ему воспользоваться этими данными так же, как если бы он находился рядом.
Вторая цель – обеспечение высокой надежности при помощи альтернативных источников информации. Например, все файлы могут быть расположены на двух или трех машинах одновременно, так что, если одна из них недоступна по какой-либо причине, то используются другие копии. Кроме того, наличие нескольких процессоров означает, что если один из них выйдет из строя, другие смогут выполнить его работу, хотя и с уменьшенной производительностью. Возможность продолжать работу, несмотря на аппаратные проблемы, имеет чрезвычайно большое значение для военных и банковских задач, в управлении воздушным транспортом и безопасностью ядерного реактора, и т.п.
Третья цель – экономия средств. Небольшие компьютеры обладают значительно лучшим соотношением цена–производительность, нежели большие. Это несоответствие заставляет разработчиков создавать системы на основе клиент-серверной модели, в которой обмен информацией обычно принимает форму запроса от клиента к серверу на выполнение каких-либо действий. Сервер выполняет работу и отсылает обратно ответ. Обычно в сети количество клиентов значительно больше числа используемых ими серверов.
Четвертая цель – масштабируемость, то есть способность увеличивать производительность системы по мере роста нагрузки за счет простого добавления процессоров. В случае клиент-серверной модели новые клиенты и новые серверы могут добавляться по мере необходимости.
И пятая цель – ускорение передачи информации. Компьютерная сеть является мощным средством связи между удаленными друг от друга сотрудниками организации. При помощи сети два или более удаленных друг от друга сотрудника могут легко составить совместный отчет. Если один из них изменяет документ, находящийся на сервере, в режиме on-line, остальные могут немедленно увидеть эти изменения, а не ждать письма несколько дней. На длительном отрезке времени использование сетей для общения между людьми может оказаться даже важнее, чем любая из технических целей.
Все приведенные цели использования компьютерных сетей имеют экономическую или технологическую природу. В 90-х годах сети стали предоставлять услуги частным лицам на дому. Эти услуги не имели ничего общего с описанной моделью корпоративной эффективности. Существует 3 наиболее важных причины популярности использования сетей частными лицами. Это – доступ к удаленной информации, общение и интерактивные развлечения.
Доступ к удаленной информации может осуществляться в различной форме. Например, доступ к финансовым, административным, торговым или управляющим организациям. Это оплата счетов, получение различных справок, посещение интернет-магазинов и многое другое. Это электронная почта и проведение видеоконференций. Это, наконец, индустрия сетевых развлечений.
Популярной чертой сетей является социальный аспект, где люди могут обмениваться мнениями по самым различным вопросам.
Локальные сети позволяют обеспечить:
• коллективную обработку данных пользователями подключенных в сеть компьютеров и обмен данными между этими пользователями;
• совместное использование программ;
• совместное использование принтеров, модемов и других устройств.
Основной назначение любой компьютерной сети — предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям.
С этой точки зрения локальную вычислительную сеть можно рассматривать как совокупность серверов и рабочих станций.
Сервер — компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами. Серверы могут осуществлять хранение данных, управление базами данных, удаленную обработку заданий, печать заданий и ряд других функций, потребность в которых может возникнуть у пользователей сети. Сервер — источник ресурсов сети.
Рабочая станция — персональный компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам. Рабочая станция сети функционирует как в сетевом, так и в локальном режиме. Она оснащена собственной операционной системой (MS DOS, Windows и т. д.) , обеспечивает пользователя всеми необходимыми инструментами для решения прикладных задач.
Компьютерные сети, как было сказано выше, реализуют распределенную обработку данных. Обработка данных в этом случае распределена между двумя объектами: клиентом и сервером.
Клиент — задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети. В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения сложных процедур, чтения файлов, поиск информации в базе данных и т. д.
Сервер, определенный ранее, выполняет запрос, поступивший от клиента. Результаты выполнения запроса передаются клиенту. Сервер обеспечивает хранение данных общего пользования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту.
Клиент обрабатывает полученные данные и представляет результаты обработки в виде, удобном для пользователя. Для подобных систем приняты термины — системы или архитектура клиент — сервер.
Архитектура клиент — сервер может использоваться как в одноранговых сетях, так и в сети с выделенным сервером.
Одноранговая сеть, в которой нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и нет единого центра для хранения данных. Сетевая операционная система распределена по рабочим станциям. Каждая станция сети может выполнять функции как клиента, так и сервера. Она может обслуживать запросы от других рабочих станций и направлять свои запросы на обслуживание в сеть. Пользователю сети доступны все устройства, подключенные к другим станциям.