Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Тема 13. Функціональні ролі комп'ютерів в мережі

Скачати 71.95 Kb.

Тема 13. Функціональні ролі комп'ютерів в мережі




Скачати 71.95 Kb.
Дата конвертації22.03.2017
Розмір71.95 Kb.

Тема 13. Функціональні ролі комп'ютерів в мережі

Тема 13. Функціональні ролі комп'ютерів в мережі

Багаторівнева модель мережі


Комп’ютерна мережа - це складний комплекс взаємозв'язаних програмних і апаратних компонентів, тому, вивчення мережі в цілому припускає знання принципів роботи окремих її елементів, таких як: комп'ютери, комунікаційні пристрої, операційні системи та мережні застосування.
Застосунок, застосовна програма, прикладна програма (англ. application, application software; пол. aplikacja; рос. приложение, прикладная программа) - користувацька комп'ютерна програма, що дає змогу вирішувати конкретні прикладні задачі користувача.
Елеме́нт (лат. elementum - стихія, первинна речовина) - нерозкладний (у даній системі) компонент складних тіл, матеріальних систем, теоретичних побудов; будь-який об'єкт, пов'язаний певними відношеннями з іншими об'єктами в єдиний комплекс.
Комуніка́ція (від лат. communicatio - єдність, передача, з'єднання, повідомлення, пов'язаного з дієсловом лат. communico - роблю спільним, повідомляю, з'єдную, похідним від лат. communis - спільний) - це процес обміну інформацією (фактами, ідеями, поглядами, емоціями тощо) між двома або більше особами, спілкування за допомогою вербальних і невербальних засобів із метою передавання та одержання інформації.
Пра́ця - цілеспрямована діяльність людей зі створення матеріальних і духовних благ, необхідних для задоволення потреб кожного індивіда і суспільства в цілому.
Принцип (лат. principium - начало, основа) - це твердження, яке сприймається як головне, важливе, суттєве, неодмінне або, принаймні, бажане. У повсякденному житті принципами називають внутрішні переконання людини, ті практичні, моральні та теоретичні засади, якими вона керується в житті, в різних сферах діяльності.
Компонент (англ. component, нім. Komponente f) - різновид, складова частина чогось.
Операці́йна систе́ма, скорочено ОС (англ. operating system, OS) - це базовий комплекс програм, що виконує управління апаратною складовою комп'ютера або віртуальної машини; забезпечує керування обчислювальним процесом і організовує взаємодію з користувачем.

Отже, комплекс програмно-апаратних засобів мережі можна представити у вигляді багаторівневої моделі.



МЕРЕЖНІ ЗАСТОСУВАННЯ

ОПЕРАЦІЙНІ СИСТЕМИ

КОМУНІКАЦІЙНЕ УСТАТКУВАННЯ

КОМП’ЮТЕРНА ПЛАТФОРМА

Рівень комп’ютерної платформи


В основі любої мережі знаходиться апаратний рівень стандартизованих комп'ютерних платформ. На даний час в мережах успішно застосовуються комп'ютери різних класів - від персональних комп'ютерів до майнфреймів і супер ЕОМ. Набір комп'ютерів в мережі повинен відповідати набору завдань, що здатна вирішити мережа.

Рівень комунікаційного устаткування


Другий рівень - це комунікаційне устаткування. Хоча комп'ютери і є центральними елементами обробки даних в мережах, останнім часом не менш важливу роль відіграють комунікаційні пристрої. Разом з комп'ютерами і системним програмним забезпеченням за впливом на характеристики мережі кабельні системи, повторювачі, мости, комутатори, маршрутизатори і модульні концентратори з допоміжних компонентів мережі перетворилися на основні.
Повторювач, ретранслятор або репітер (англ. Repeater), - це мережеве обладнання для підсилювання сигналу. Призначений для збільшення відстані мережного з'єднання шляхом повторення електричного сигналу «один на один».
Концентра́тор (багатопортовий повторювач; Hub; від англ. hub) - центр діяльності) - пристрій фізичного рівня, з'єднувальний компонент, до якого підключають усі комп'ютери в мережі за топологією «зірка».
Обла́днання (устаткування) (англ. equipment, нім. ausrüstung) f) - сукупність пристроїв, механізмів, приладів, інструментів або конструкцій, що використовуються в певній сфері діяльності, або з певною метою.
Маршрутиза́тор, або ро́утер (англ. router) - електронний пристрій, що використовується для поєднання двох або більше мереж і керує процесом маршрутизації, тобто на підставі інформації про топологію мережі та певних правил приймає рішення про пересилання пакетів мережевого рівня (рівень 3 моделі OSI) між різними сегментами мережі.
Обро́бка да́них - систематична цілеспрямована послідовність дій над даними. Обробка даних містить в собі множину різних операцій.
Системні програми (англ. system software) - це програми, що забезпечують інфраструктуру, на якій можуть працювати прикладні програми, тобто вони керують і контролюють комп'ютерним обладнанням, для можливості виконання прикладних програм.

На сьогодні комунікаційні пристрої є складними спеціалізованими мультипроцесорами, які потрібно конфігурувати, оптимізувати і адмініструвати. Вивчення принципів роботи комунікаційного устаткування вимагає знання великої кількості протоколів, що використовуються як в локальних, так і в глобальних мережах.

Кількість - в Арістотелівській логіці друга з 10 категорій (класів, розрядів, які спрощують процес розумового визначення будь-якої речі), побічна обставина матеріальних речей , за допомогою якої вони поширюються в просторі, вимірюються якоюсь математичною нормою і здатні бути поділеними на окремі частини.


Рівень операційної системи


До третього рівня, що створює програмну платформу мережі, відносяться операційні системи (ОС). Від того, які концепції керування локальними і розподіленими ресурсами покладено в основу мережної ОС, залежить ефективність роботи всієї мережі. При проектуванні мережі важливо враховувати, наскільки легко дана операційна система може взаємодіяти з іншими ОС мережі, який рівень безпеки і захищеності даних вона забезпечує, до якого ступеня дозволяє нарощувати число комп’ютерів, чи можна перенести її на комп'ютер іншого типу та багато іншого.
Конце́пція (лат. conceptio - розуміння) - система поглядів, те або інше розуміння явищ і процесів; єдиний, визначальний задум.
Проектува́ння - процес створення проекту, прототипу, прообразу майбутнього об'єкта, стану та способів його виготовлення. У проектуванні застосовують системний підхід, який полягає у встановлені структури системи, типу зв'язків, визначені атрибутів, аналізуванні впливів зовнішнього середовища.

Рівень мережного застосування


Самий верхній рівень утворюють різні мережні застосування, такі як мережні бази даних, поштові системи, засоби архівації даних, системи автоматизації колективної роботи тощо. Дуже важливо знати діапазон можливостей, що надаються додатками для різних областей застосування, а також враховувати, наскільки вони є сумісними з іншими мережними застосуваннями і операційними системами.
Автоматиза́ція - один з напрямів науково-технічного прогресу, спрямований на застосування саморегульованих технічних засобів, економіко-математичних методів і систем керування, що звільняють людину від участі в процесах отримання, перетворення, передачі і використання енергії, матеріалів чи інформації, істотно зменшують міру цієї участі чи трудомісткість виконуваних операцій.
Систе́ма (від дав.-гр. σύστημα - «сполучення», «ціле», «з'єднання») - множина взаємопов'язаних елементів що утворюють єдине ціле, взаємодіють з середовищем та між собою, і мають мету.

Отже, обчислювальна мережа - це багаторівневий комплекс взаємозв'язаних і погоджено функціонуючих програмних і апаратних компонентів: комп'ютерів, комунікаційного устаткування, операційних систем, мережних застосувань.


Функціональні ролі комп'ютерів в мережі


В залежності від того, як розподілено функції між комп'ютерами мережі, вони можуть виступати в трьох різних ролях:

1. Комп'ютер, що займається виключно обслуговуванням запитів інших комп'ютерів, виконує функції виділеного сервера мережі.

Сервер Се́рвер (англ. server - «служка») - у комп'ютерній термінології термін може стосуватися окремого комп'ютера чи програми. Головною ознакою в обох випадках є здатність машини чи програми переважну кількість часу працювати автономно, без втручання людини, реагуючи на зовнішні події відповідно до встановленого програмного забезпечення.


Рис. 13.1. Функціонування виділеного сервера мережі.

2. Комп'ютер, що звертається із запитами до ресурсів іншої машини, грає роль вузла-клієнта.
Рис. 13.2. Функціонування комп’ютера-клієнта.

3. Комп'ютер, що суміщає функції клієнта і сервера, є одноранговим вузлом.
Рис. 13.3. Функціонування вузла, що суміщає функції клієнта і сервера.

Очевидно, що мережа не може складатися лише з клієнтських або серверних вузлів.

Мережа може бути розбудованою за одною з трьох схем:


  • Мережа на основі однорангових вузлів - однорангова мережа.

  • Мережа на основі клієнтів і серверів - мережа з виділеними серверами.

  • Мережа, що містить вузли всіх типів - гібридна мережа.

Кожна з цих схем має свої переваги і недоліки, що визначають їх області застосування.

Однорангові мережі


В однорангових мережах всі комп'ютери є рівними в можливостях доступу до ресурсів один одного. Кожен користувач може за бажанням оголосити певний ресурс свого комп'ютера роздільним, після чого інші користувачі мають до нього вільний доступ і можуть з ним працювати. В однорангових мережах на всіх комп'ютерах встановлюється така операційна система, яка надає всім комп'ютерам в мережі потенційно рівні можливості.

Мережні операційні системи такого типу називаються одноранговими ОС. Очевидно, що однорангові ОС повинні містити як серверні, так і клієнтські компоненти мережних служб (на рис.13.4. вони позначені буквами, відповідно, С і К).


Рис. 13.4. Однорангова мережа.

При потенційній рівноправності всіх комп'ютерів в одноранговій мережі часто виникає функціональна несиметричність. Часто, деякі користувачі не надають свої ресурси для вільного доступу. Тоді, серверні можливості їх операційних систем не активізуються, і комп'ютери грають роль «чистих» клієнтів.

В той же час, адміністратор може закріпити за деякими комп'ютерами мережі функції, що пов'язані лише з обслуговуванням запитів від решти комп'ютерів і перетворити їх таким чином в «чисті» сервери, за якими користувачі не працюють.

Соціальна рівність - суспільний устрій, при якому всі члени суспільства володіють однаковим статусом у певній галузі. Політичний аспект соціальної рівності полягає в розгляді правил громадського управління: право на участь у виборах, правила визначення лідерів, права і обов'язки лідерів, рівність перед законом, тоді як економічний підхід розглядає процес розподілу благ: право на роботу, розподіл ресурсів, рівність можливостей.
Адміністра́тор (іноді скор. - адмін) - це особа, яка здійснює роботу з якісного і ефективного обслуговування відвідувачів, консультує їх із питань, які стосуються товарів і послуг, які надає підприємство, організація.

В такій конфігурації однорангові мережі стають схожими на мережі з виділеними серверами, але це лише зовнішня схожість. В однорангових мережах відсутня спеціалізація ОС в залежності від того, які функції виконує комп'ютер - клієнта або сервера.

Спеціаліза́ція (від лат. specialis - особливий) - конкретизація, деталізація фаху, набуття особою здатностей виконувати окремі завдання та обов'язки, які мають особливості, в межах спеціальності тощо. Логічна дія - класифікація.
Зміна ролі комп'ютера в одноранговій мережі досягається за рахунок того, що функції серверної або клієнтської частин просто не використовуються.

Однорангові мережі є простішими в розгортанні і експлуатації, за цією схемою організовується робота в невеликих мережах, в яких кількість комп'ютерів не перевищує 10-20. Тоді немає необхідності в застосуванні централізованих засобів адміністрування - кілька користувачів можуть домовитися між собою про перелік роздільних ресурсів та про паролі доступу до них.

Необхідність - система зв'язків і відносин, що зумовлює зміну, поступальний рух, розвиток у жорстко визначеному напрямку з жорстко визначеними результатами. Іншими словами, необхідність - це такий зв'язок, що обов'язково призводить до певної події.

Проте, у великих мережах засоби централізованого адміністрування, зберігання і обробки даних, а особливо захисту даних є необхідними.

Зберіга́ння - дія за значенням зберігати; технологічний процес.
Такі можливості легко забезпечити в мережах з виділеними серверами.

Мережі з виділеним сервером


В мережах з виділеними серверами використовуються спеціальні варіанти мережних ОС, які оптимізовано для роботи в ролі серверів (рис. 13.5). Вони називаються серверними ОС. Комп'ютери користувачів в таких мережах працюють під управлінням клієнтських ОС.
Рис. 13.5. Мережа з виділеним сервером.

Спеціалізація операційної системи для роботи в ролі сервера є природним способом підвищення ефективності серверних операцій. Необхідність такого підвищення особливо вимагається у великих мережах. При існуванні в мережі сотень або навіть тисяч користувачів інтенсивність запитів до роздільних ресурсів, може бути значною, і сервер повинен справлятися з потоком запитів без великих затримок.
Підвищення (елевація) - кутова висота об'єкта спостереження (земного предмета, літального апарату, небесного світила тощо) над істинним горизонтом. Підвищення спільно з азимутом служить для визначення напрямку на об'єкт.
Існува́ння (від екзистенція) - центральне поняття екзистенціалізму, унікальна особистісна сутність людини, що втілює в собі духовну, психоемоційну неповторність особи.
Очевидним вирішенням цієї проблеми є використання в якості сервера комп'ютера з потужною апаратною платформою і операційною системою, яка є оптимізованою для серверних функцій.

Чим менше функцій виконує ОС, тим більш ефективно їх можна реалізувати, тому для оптимізації серверних операцій розробники ОС змушені згортати певні інші її функції, причому іноді навіть повністю відмовлятися від них.

Одним з яскравих прикладів такого підходу є серверна ОС NetWare. Її розробники поставили за мету оптимізацію виконання файлового сервісу і сервісу друкування. Для цього вони цілком виключили з системи багато елементів, що є важливими для універсальної ОС, зокрема, графічний інтерфейс користувача, підтримку універсальних застосувань, захист додатків мультипрограмного режиму один від одного, механізм віртуальної пам'яті.

Друка́рство - принцип одержання відбитків письмових знаків за допомогою тиснення. Отримані таким чином роботи можна використовувати у великих кількостях - що і стало суттю друкарства. До цього винаходу, на створення та відтворенням рукописних документів і книг мали монополію лише невелика кількість фахівців (особливо освічені ченці монастирях).
Програміст, також програмник[Джерело?] - фахівець, що займається програмуванням, виконує розробку програмного забезпечення (в простіших випадках - окремих програм) для програмованих пристроїв, які, як правило містять один чи більше CPU.
Графічний інтерфейс користувача Графі́чний інтерфе́йс кори́стувача́ (ГІК, англ. GUI, Graphical user interface) - тип інтерфейсу, який дозволяє користувачам взаємодіяти з електронними пристроями через графічні зображення та візуальні вказівки, на відміну від текстових інтерфейсів, заснованих на використанні тексту, текстовому наборі команд та текстовій навігації.
Все це дозволило добитися унікальної швидкості файлового доступу і вивело в свій час NetWare в лідери серверних ОС.

Проте дуже вузька спеціалізація певних серверних ОС є одночасно і їх слабкою стороною. Тому розробники багатьох серверних операційних систем відмовляються від функціональної обмеженості і додають до складу серверних ОС всі компоненти, що дозволяють використовувати їх як універсальні сервери та клієнтські ОС. Такі серверні ОС забезпечуються розвиненим графічним інтерфейсом користувача і підтримують універсальні API.

Додавання - бінарна арифметична операція, суть якої полягає в об'єднанні математичних об'єктів.
Графіка Гра́фіка (нім. Graphik, грец. graphikos «написаний») - вид образотворчого мистецтва, для якого характерна перевага ліній і штрихів, використання контрастів білого і чорного та менше, ніж у живописі, використання кольору.



API (application programming interface), Інтерфейс прикладного програмування — набір готових класів, функцій, структур і констант, що надаються застосуванням (бібліотекою, сервісом) для використання в зовнішніх програмних продуктах.
Програмування - процес проектування, написання, тестування, зневадження і підтримки комп'ютерних програм. Програмування поєднує в собі елементи інженерії (існує навіть відповідна спеціальна галузь інженерії - програмна інженерія (англ. software engineering)
Використовується програмістами для написання різних програм та застосувань.

Це зближує їх з одноранговими операційними системами, але існує кілька відмінностей, які дозволяють віднести їх саме до класу серверних ОС:



  • Підтримка потужних апаратних платформ, зокрема мультипроцесорних.

  • Підтримка великого числа процесів і мережних з'єднань, що одночасно виконуються.

  • Додавання до складу ОС компонентів централізованого адміністрування мережі (наприклад, довідкової служби або служби аутентифікації і авторизації користувачів мережі).

  • Більш широкий набір мережних служб.

Клієнтські операційні системи в мережах з виділеними серверами зазвичай звільняються від серверних функцій, що значно спрощує їх організацію.
Автентифікáція (з грец. αυθεντικός ; реальний або істинний) - процедура встановлення належності користувачеві інформації в системі пред'явленого ним ідентифікатора. .
Організа́ція (від грец. ὄργανον - інструмент) - цільове об'єднання ресурсів для досягнення певної мети.
Розробники клієнтських ОС приділяють основну увагу для інтерфейсу користувача і клієнтських частин мережних служб. Найбільш прості клієнтські ОС підтримують лише базові мережні служби, зазвичай файлову і службу друкування. В той же час існують так звані універсальні клієнти, які підтримують широкий набір клієнтських частин, що дозволяють їм працювати практично зі всіма серверами мережі.

Багато компаній, що розробляють мережні ОС, випускають дві версії одної операційної системи. Одна версія призначається для роботи як серверна ОС, а інша - для роботи на клієнтській машині. Ці версії зазвичай засновані на одному базовому коді, але відрізняються набором служб і утиліт, а також параметрами конфігурації, зокрема, встановленими за замовченням і які неможна змінити.


Гібридна мережа


В великих мережах разом з зв’язками «клієнт-сервер» зберігається необхідність і в однорангових зв'язках, тому такі мережі найчастіше будуються за гібридною схемою (рис. 13.6).
Пара́метр (від дав.-гр. παραμετρέω) - відмірюю, розмірюю)(рос. параметр, англ. parameter, нім. Parameter m, Kennwert m, Kenngrösse f, Kennzahl f) - величина, що нею характеризують якусь властивість, стан, розмір або форму об'єкта, робочого тіла, процесу, явища або системи тощо.
Гібрид (від лат. hybrida – помісь) - результат природного чи штучного схрещування між двома організмами різних таксонів.

Рис. 13.6. Гібридна мережа.

Контрольні запитання


  1. Які основні рівні присутні в моделі комплексу програмно-апаратних засобів мережі?
    Комплексний (рос. комплексный, англ. complex, нім. komplex) - з'єднаний з будь-чим, складний; той, що являє собою комплекс будь-чого; комплексний розвиток економічних районів - планомірний, пропорційний розвиток господарства районів на основі оптимального поєднання галузей виробничої спеціалізації з галузями, що обслуговують виробництво й населення; комплексні сполуки - речовини, які утворенні сполученням двох або більше атомів, молекул або іонів.


  2. Які функції покладено на програму-редіректор клієнта?

  3. Як називається мережа, де клієнт сам вирішує питання доступу до своїх файлів?

  4. Які компоненти мережі необхідні для організації однорангової локальної мережі?

  5. Які компоненти мережі необхідні для організації мережі з централізованим управлінням?

  6. Який комп’ютер називають одноранговим вузлом?

  7. Які функції покладено на виділений сервер мережі?

  8. Які особливості притаманні для гібридної мережі?

  9. В яких випадках в одноранговій мережі виникає функціональна несиметричність?

  10. Які основні переваги має мережа з виділеним сервером?





Скачати 71.95 Kb.

  • Рівень комп’ютерної платформи
  • Рівень комунікаційного устаткування
  • Рівень операційної системи
  • Рівень мережного застосування
  • Функціональні ролі компютерів в мережі
  • Мережа може бути розбудованою за одною з трьох схем
  • Мережі з виділеним сервером