Изучение компьютерных сетей в целом предполагает знание принципов работы их отдельных элементов:
- компьютеров;
- коммуникационного оборудования;
- операционных систем;
- сетевых приложений.
Весь комплекс программно-аппаратных средств компьютерной (Вычислительной сети) может быть описан многослойной моделью. В основе любой сети, в том числе и ЛВС, лежит аппаратный слой стандартизированных компьютерных платформ. В настоящее время в сетях широко и успешно применяются компьютеры различных классов – от персональных компьютеров до мэйнфреймов и супер-ЭВМ. Набор компьютеров в сети должен соответствовать набору разнообразных задач, решаемых сетью.
Второй слой – это коммуникационное оборудование. Хотя компьютеры и являются центральным элементом обработки данных в сетях, в последнее время не менее важную роль стали играть коммуникационные устройства. Кабельная система, повторители, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и модульные концентраторы из вспомогательных компонентов сети превратились в основные наряду с компьютерами и системным программным обеспечением как по влиянию на характеристики сети, так и по стоимости. Сегодня коммуникационное устройство может представлять собой сложный специализированный мультипроцессор, который нужно конфигурировать, оптимизировать и администрировать. Изучение принципов работы коммуникационного оборудования требует знакомства с большим количеством протоколов, используемых как в локальных, так и в глобальных сетях.
Третьим слоем, образующим программную платформу сети, являются операционные системы. Операционная система (ОС) – operating system – комплекс программ, обеспечивающий в системе выполнение других программ, распределение ресурсов, планирование, ввод-вывод и управление данными. От того, какие концепции управления локальными и распределенными ресурсами положены в основу сетевой ОС, зависит эффективность работы всей сети. Сетевая операционная система (COC) – network operating system (NOS) – комплекс программ, обеспечивающих в сети обработку, хранение и передачу данных. Сетевая операционная система (NOS) выполняет роль прикладной платформы, предоставляет разнообразные виды сетевых служб и поддерживает работу прикладных программ, реализуемых в прикладных системах.
NOS определяет взаимосвязанную группу протоколов верхних уровней, обеспечивающих основные функции сети. К ним в первую очередь относятся:
- адресация объектов сети;
- функционирование сетевых служб;
- обеспечение безопасность данных;
- управление сетью.
При проектировании сети важно учитывать, насколько просто данная ОС может взаимодействовать с другими ОС сети, насколько она обеспечивает безопасность и защищенность данных, до какой степени она позволяет наращивать число пользователей, можно ли ее перенести на компьютер другого типа и многие другие соображения.
Самым верхним слоем сетевых средств являются различные сетевые приложения, такие как сетевые базы данных, почтовые системы, средства архивирования данных, системы автоматизации коллективной работы и др. Очень важно представлять диапазон возможностей, предоставляемых для различных областей применения, а также знать, насколько они совместимы с другими сетевыми приложениями и ОС.
Возможны следующие варианты структур СОС ЛВС:
- каждая ЭВМ сети реализует все функции СОС, то есть хранит в своей основной памяти резидентскую часть СОС и имеет доступ к любой нерезидентской части, хранящейся на внешних носителях;
- каждая ЭВМ сети имеет копии программ только части реализуемых функций СОС, копии программ редко реализуемых функций имеются в памяти только одной (или нескольких) ЭВМ;
- каждая ЭВМ сети выполняет только определенный набор функций СОС, причем этот набор является либо индивидуальным, либо некоторые функции будут общими для нескольких ЭВМ.
Различия в структурах СОС обусловлены принятыми способами управления ЛВС (децентрализованное или централизованное управление). Отличительной особенностью СОС ЛВС является наличие слоя операционных систем, обеспечивающего обмен информацией между ЭВМ сети.
В сетях с централизованным управлением СОС, называемая также ОС сервера, обеспечивает выполнения базовых функций, таких, как поддержка файловой системы, планирование задач, управление памятью. СОС и ОС рабочей станции абонентской системы не совместимы, поэтому для обеспечения взаимодействия сервера и РС в рабочую программу вводится специальная программа, называемая сетевой оболочкой. Оболочка загружается в оперативную память РС как резидентная программа. Она воспринимает прикладные запросы пользователей сети и определяет место их обработки – в локальной ОС станции или с СОС на сервере.
В качестве сетевой оболочки ОС рабочей станции ЛВС используются следующие:
- сетевая оболочка Net Ware для взаимодействия с СОС Net Ware фирмы Novell;
- MS Windows фирмы Microsoft;
- Х Windows;
- X.TreeNet предназначена для совместной работы с многопользовательской СОС с разделением времени Net Ware LAN фирмы Novell;
- программа Norton Commander.
Наиболее распространенными для ЛВС типа «клиент-сервер» являются следующие СОС:
- Net Ware фирмы Novell;
- LAN Server фирмы IBM;
- LAN Manager фирмы Microsoft;
- Vines фирмы Banyan на базе UNIX.
В последние годы широко используются СОС Windows NT, Windows 2000, Net Ware 5.
В сетях с децентрализованным управлением, или одноранговых сетях, объединяются компьютеры, каждый из которых может быть и сервером, и клиентом. В такой сети любой компьютер работает под управлением обычной дисковой Ос, а для выполнения сетевых функций в его оперативную память загружаются программы одноранговой СОС.
Для одноранговых ЛВС наиболее популярными СОС являются Net Ware Lite фирмы Novell и LAN-tastie фирмы Artisoft. Большинство этих систем, как и СОС для ЛВС с централизованным управлением, базируются на ОС ПЭВМ типа MS DOS, OS/2, Unix и Windows. Также в одноранговых ЛВС применяются СОС Windows for Workgroups, Personal NetWare, POWERLan.
СОС обеспечивают выполнение лишь общих функций ЛВС (поддержка файл-сервера, обеспечение мнопользовательской работы, безопасности, секретности данных и т.д.), но они не могут самостоятельно реализовать многочисленные прикладные процессы. Например, не все СОС имеют собственные средства программирования электронной почты – одного из основных приложений ЛВС. Поэтому важным требованиям к большинству современных пакетов прикладных программ (ППП) является их способность работать в условиях локальных сетей, то есть выполнять функции прикладных программ сети (ППС).
