1.     Определение за Локална Мрежа (ЛМ). Разпределени локални мрежи. Системи клиент – сървер и хост – терминал. Дискови и файлови сървери, сървери за принтер . Мрежова операционна система (МОС)

 

 

Ако накратко искаме да характеризираме времената, в които живеем, от гледна точка на развитието на изчислителната техника, то смело ще кажем, че това са годините на LAN  - локалните компютърни мрежи (http://www.webopedia.com/TERM/l/local_area_network_LAN.html - Local Area Network)

Локалните мрежи, както по – големите, създадени на базата на работните станции  SUN и работещи в операционна система Unix, така и по – малките, при които като работни станции се използуват обикновени компютри от типа IBM PC, са истински шлагер през последните години. Без да преувеличаваме смело може да кажем, че днес целият свят се “замрежва”. Броят на инсталираните локални компютърни мрежи през последните години достигна астрономически цифри и днес те се срещат практически навсякъде – от класните стаи в училищата до в големите промишлени и индустриални предприятия.

Локалните мрежи (ЛМ) се изграждат в рамките на една или няколко организации, или предприятия, където свързват персонални компютри, работни станции, големи изчислителни машини, принтери, скенери, плотери и т.н., с което позволяват обмен на данни между тези ресурси и използване на някои от ресурсите от множество работни места. Характерно е, че локалните мрежи типично принадлежат на  организациите и предприятията, където са изградени и които ги ползват, докато глобалните мрежи използват връзки и оборудване на различни организации и телекомуникационни компании (включително от различни държави). Типичните разстояния, покривани от една локална мрежа са от 50- 100 метра до няколко десетки километра, докато глобалните мрежи се разпростират на хиляди километри.

Скоростта на предаване на данни за локалните мрежи са 4 или 16 Mb/s за Токън Ринг, 10, 100 и 1000 Mb/s за Етернет и 100 Mb/s за FDDI. Големината на предаваните пакети е 4500 байта за FDDI и 1500 (максимум) за Етернет.

Оттук нататък ще се запознаете с основни термини, отнасящи се до локалните компютърни мрежи, а също така ще получите основна представа за това, как един потребител може да използува два конкректни и разпостранени мрежови продукта у нас. Става въпрос за типичните представители на peer-to-peer и на client-server мрежите, като например LANtastic, Novel Netware и др.

 

Няколко термина като начало

Дефиниция на локалните компютърни мрежи:

Локална компютърна мрежа (LAN – LOCAL AREA NETWORK) образуват два или повече компютъра, които са свързани помежду си с помощта на някакво физическо средство (коаксиален кабел, кабел с усукани двойки проводници и др.). Свързаните по този начин компютри могат да обменят своите данни и да използват общи периферни устройства, като скоростта при на преноса на данни е обисновенно висока, поне 1 MB/сек. Свързаните компютри са разположени върху ограничена площ, например в рамките на един етаж.

За локална компютърна мрежа засега ще смятаме такова свързване на компютри (става дума за IBM PC съвместими компютри, но всички основни термини ще важат и в общия случай), което им позволява да комюникират помежду си. Това е един специфичен вид комуникация, която има за цел да осигури такъв достъп до отдалечени устройства (дискове,принтери и т.н.), физически свързани към други включени в мрежата компютри, така че ние да използуваме по същият начин, както ако те са част от нашия собствен компютър. Тук не говорим за обикновенно пренасяне на данни от един твърд диск на друг,а става дума за възможността в случай на нужда да “добавим” диск ( или друго отдалечено устройство) с помощта на мрежата “директно” към нашия компютър. При това става свързване на компютри, физически отдалечени до няколко стотици метра, в изключителни случаи до няколко километра. Високата скорост на пренасяне на данни е необходимо условие, за да могат физически отдалечените устройства да бъдат “локални” за нас.

Свързаните в мрежа компютри ( ще ги наричаме също така и мрежови възли или мрежови станции) можем да разделим на две групи според тяхната локална мрежа: работни станции (workstation) и облужващи станции за които се използува английското наименование сървер (server).

Работните станции са свързаните в мрежата компютри, на които  работи обикновеният потребител, т.е. компютрите на които се извършва обработка на данните  по начин, който на пръв поглед не се различава от начина, по който се работи с персонален компютър. Разликата между работната станция и несвързания в мрежата персонален компютър е в това, че работната станция използува различни услуги, предлагани и от локалната мрежа, в които е включена. От казаното дотук се разбира, че ще се използуват други услуги, т.е. услуги предлагани от друг вид станции в мрежата – сърверите.

Сърверът е компютър, който предлага на другите включени в мрежата компютри някои свои услуги и периферни устройства, като по този начин се осигурява функционирането на мрежата като такава. Наличието и дейността на сърверите е абсолютно необходимо условие за работата на мрежата. Сърверите могат да бъдат специализирани в извършването на отделни дейности и услуги. В една мрежа освен така наречените file servers (файлови сървери), които предлагат на останалите станции от мрежата свои твърди дискове ( бързи и с голям капацитет), може да има и :

Print servers (печатни сървери), които предлагат свързаните към тях принтери -      обикновено висококачедствени, скъпи и с голямо бързодействие;

mail servers (пощенски сървери) , служещи за посредници на електроннта поща;

data base  servers ( сървери за база данни) , които позволяват на потребителите достъп до общи бази данни и се грижат за поддържането на тези бази данни.

Следователно, от казаното дотук разделяме локалните компютърни мрежи на две групи : мрежи от тип client – server и мрежи от тип peer – to – peer.

В случаи на мрежи от типа клиент – сервер един от компютрите се използва за сървер, а останалите включени в локалнита мрежа компютри работят като работни станции. Типичен представител на този тип мрежи е мрежовата система NetWare на фирмата Novell.

Мрежите от типа  peer – to – peer  (http://www.webopedia.com/TERM/P/peer_to_peer_architecture.html)

 (в превод равен с равен) са характерни с това, че всички свързани в мрежата компютри са “равностойни” или казано по друг начин могат да работят едновременно и като работни станции и като сървери. Представител на този тип мрежова система е LANtastic.

Посочените типове мрежи имат своите предимства и недостатъци. Например случая с мрежата клиент – сървер, предимството е опростеното управление на мрежовите данни. В този случай по – голямата част от тях са съсредоточени на едно място – в компютъра, който служи за сървер. Системата на защита на данните и на цялата мрежа като такава е също опростена. Недостатък е това, че каквато и повреда да се случи в сървера, моментално е застрашена дейността на цялата мрежа.

Основното предимство при изграждане на мрежите от типа peer – to – peer  е, че при тях практически може да се използват всички компютри, които досега са работили самостоятелно. Първата инвестиция в такъв тип мрежа обикновено е по – ниска, отколкото в мрежа клиент - сървер, където възможностите на закупените по – рано компютри се използуват много ограничено. Допълнителна изгода са и по – ниските изисквания към техническото осигуряване на сървера що се отнася до паметта, големината и скоростта на твърдите дискове ( това се отразява върху скоростта на цялата система, която обикновено при системите peer – to – peer е по – ниска ).

В случай, че локалната мрежа е малка, това може да се постигне чрез споразумение между потребителите, но по – добър вариант е, ако мрежовата операционна система поддържа възможността за избор на специализиран сървер http://www.webopedia.com/TERM/C/client_server_architecture.html

и дава възможност за заключване на клавиатурата ( чрез парола на избрания компютър).

Върху какво се основава изграждането на малка локална мрежа?

Първо трябва да оборудваме компютрите, които искаме да включим в нея с необходимото мрежово техническо оборудване ( хардуер ) и след това да инсталираме на тези компютри необходимото мрежово програно осигуряване ( софтуер ).

Под техническо оборудване разбираме платки на мрежови адаптери, мрежови кабели  и друго оборудване (разклонители, конектори,терминатори  и др.).

Мрежовият адаптер представлява обикновено платка за персонален компютър, която се инсталира към свободен слот на дънната платка. Към външните конектори на адаптера се свързват мрежовите кабели, чрез които компютърът се свързва с останалите в мрежата компютри. Съвременните мрежови адаптери са “универсиални” в този смосъл, че могат да различават в какъв слот са включени и автоматично избират подходящия регим на работа. Мреговите адаптери могат да използуват различни методи за пренос на информация (ралично кодиране, различни техники). Тези начини могат да бъдат взаимно несъвместими. Ето защо при избор на адаптери трябва да се внимава те да бъдат от един и същи тип. Най-често използувани са Ethernet, ARCnet и  Token Ring. Мрежовите адаптери Ethernet постепенно се превръщат в световен промишлен стандарт.

Мрежовите кабели ще бъдат разгледани в следващата лекция.

Всеки край на мрежовия кабел трябва да бъде снабден с конектор, който отговаря на използувания кабел и чрез който става свързването на каабела към платката на мрежовия адаптер. BNC конекторът е стандартен при свързване на тънък коаксиален кабел. За свързване на каабели с усукани двойки проводнизи се използува модулен щепсел RG-45 (modular plug), подобно на използувания в САЩ телефонен щепсел. Свързването на оптичния кабел е сравнително по-слогно, тъй като са необходими устройства, които да трансформират електрияеските сигнали е светлинни и обратно (например светлинни диоди). Оптичното свързване на тези устройства трябва да бъде много прецизно, за да не се получава загуба на светлинни сигнали в мястото на свързване. Това би довело до намаляване на разстоянията, на които компютрите могат да се свържат с оптичните кабели.

Краищата на кабелите при някои локални компютърни мрежи (например шинна топология с коаксиален кабел и мрежови адаптери Ethernet или ARCnet) трябва да завършват със специално изработени конектори – терминатори. Предназначението им е да предпазват от отразяване на сигнала в края на кабела.

Програмните средства включват мрежови операционни системи, мрежови приложни програми  и мрежови системни програми /utility/.

Мрежовите програмни средства обединяват мрежовата операционна система (http://www.webopedia.com/TERM/N/network_operating_system_NOS.html),

мрежовите приложни програми и мрежовите системни програми (utility). Програмното осигуряване е това, по което компютърът, работещ като работна станция, се различава от работещият като сървер в една локална мрежа. Що се отнася до техническото осигуряване, т.е мрежовите адаптери и кабелната сиситема, те и в двата случая са еднакви.