Программные и аппаратные компоненты вычислительной сети
Вычислительная сеть, network
-
распределенная в пространстве система программных и аппаратных компонентов, связанных линиями компьютерной связи.
Среди аппаратных средств можно выделить
компьютеры и коммуникационное оборудование. Программные компоненты состоят из
операционных систем и сетевых приложений.
В настоящее время в сети используются компьютеры различных типов и классов с
различными характеристиками. Это основа любой вычислительной сети. Компьютеры,
их характеристики определяют возможности вычислительной сети. Но в последнее
время и коммуникационное оборудование (кабельные системы, повторители, мосты,
маршрутизаторы и др.) стало играть не менее важную роль. Некоторые из этих устройств,
учитывая их сложность, стоимость и другие характеристики, можно назвать компьютерами,
решающими сугубо специфические задачи по обеспечению работоспособности сетей.
Для эффективной работы сетей используются специальные сетевые операционные системы (сетевые ОС),
которые, в отличие от персональных операционных систем, предназначены для решения
специальных задач по управлению работой сети компьютеров.
Сетевые ОС устанавливаются на специально выделенные компьютеры.
Сетевые приложения
-
это прикладные программные комплексы, которые расширяют возможности сетевых ОС. Среди них можно выделить почтовые программы, системы коллективной работы, сетевые базы данных и др.
В процессе развития сетевых ОС некоторые функции сетевых приложений становятся обычными функциями ОС.
Все устройства, подключаемые к сети, можно разделить на три функциональные группы:
рабочие станции;
серверы сети;
коммуникационные узлы.
Рабочая станция, workstation
-
это персональный компьютер, подключенный к сети, на котором пользователь сети выполняет свою работу. Каждая рабочая станция обрабатывает свои локальные файлы и использует свою операционную систему. Но при этом пользователю доступны ресурсы сети.
Можно выделить три типа рабочих станций:
рабочая станция с локальным диском,
бездисковая рабочая станция,
удаленная рабочая станция.
На рабочей станции с диском (жестким или гибким) операционная система загружается
с этого локального диска. Для бездисковой станции операционная система загружается
с диска файлового сервера. Такая возможность обеспечивается специальной микросхемой,
устанавливаемой на сетевом адаптере бездисковой станции.
Удаленная рабочая станция
-
это станция, которая подключается к локальной сети через телекоммуникационные каналы связи (например, с помощью телефонной сети).
Сервер сети, network server
-
это компьютер, подключенный к сети и предоставляющий пользователям сети определенные услуги, например хранение данных общего пользования, печать заданий, обработку запроса к СУБД, удаленную обработку заданий и т. д.
По выполняемым функциям можно выделить следующие группы серверов.
Файловый сервер, file server
-
компьютер, хранящий данные пользователей сети и обеспечивающий доступ пользователей к этим данным. Как правило, этот компьютер имеет большой объем дискового пространства. Файловый сервер обеспечивает одновременный доступ пользователей к общим данным.
Файловый сервер выполняет следующие функций:
хранение данных;
архивирование данных;
согласование изменений данных, выполняемых разными пользователями;
передачу данных.
Сервер баз данных, database server
-
компьютер, выполняющий функции хранения, обработки и управления файлами баз данных (БД).
Сервер баз данных выполняет следующие функции:
хранение баз данных, поддержку их целостности, полноты, актуальности;
прием и обработку запросов к базам данных, а также пересылку результатов обработки на рабочую станцию;
обеспечение авторизированного доступа к базам данных, поддержку системы ведения и учета пользователей, разграничение доступа пользователей;
согласование изменений данных, выполняемых разными пользователями;
поддержку распределенных баз данных, взаимодействие с другими серверами баз данных, расположенными в другом месте.
Сервер прикладных программ, application server
-
компьютер, который используется для выполнения прикладных программ пользователей.
Коммуникационный сервер, communications server
-
устройство или компьютер, который предоставляет пользователям локальной сети прозрачный доступ к своим последовательным портам ввода/вывода.
С помощью коммуникационного сервера можно
создать разделяемый модем, подключив его к одному из портов сервера. Пользователь,
подключившись к коммуникационному серверу, может работать с таким модемом так
же, как если бы модем был подключен непосредственно к рабочей станции.
Сервер доступа, access server
-
это выделенный компьютер, позволяющий выполнять удаленную обработку заданий. Программы, инициируемые с удаленной рабочей станции, выполняются на этом сервере.
От удаленной рабочей станции принимаются команды, введенные пользователем с клавиатуры, а возвращаются результаты выполнения задания.
Факс-сервер, fax server
-
устройство или компьютер, который выполняет рассылку и прием факсимильных сообщений для пользователей локальной сети.
Сервер резервного копирования данных, backup server
-
устройство или компьютер, который решает задачи создания, хранения и восстановления копий данных, расположенных на файловых серверах и рабочих станциях. В качестве такого сервера может использоваться один из файловых серверов сети.
Следует отметить, что все перечисленные типы серверов могут функционировать
на одном выделенном для этих целей компьютере.
К коммуникационным узлам сети относятся следующие устройства:
повторители;
коммутаторы (мосты);
маршрутизаторы;
шлюзы.
Протяженность сети, расстояние между станциями в первую очередь определяются
физическими характеристиками передающей среды (коаксиального кабеля, витой пары
и т. д.). При передаче данных в любой среде происходит затухание сигнала, что
и приводит к ограничению расстояния. Чтобы преодолеть это ограничение и расширить
сеть, устанавливают специальные устройства - повторители, мосты и коммутаторы.
Часть сети, в которую не входит устройство расширения, принято называть сегментом
сети.
Повторитель, repeater
-
устройство, усиливающее или регенерирующее пришедший на него сигнал. Повторитель, приняв пакет из одного сегмента, передает его во все остальные. При этом повторитель не выполняет развязку присоединенных к нему сегментов. В каждый момент времени во всех связанных повторителем сегментах поддерживается обмен данными только между двумя станциями.
Коммутатор, switch, мост, bridge
-
это устройство, которое, как и повторитель, позволяет объединять несколько сегментов. В отличие от повторителя, мост выполняет развязку присоединенных к нему сегментов, то есть одновременно поддерживает несколько процессов обмена данными для каждой пары станций разных сегментов.
Маршрутизатор, router
-
устройство, соединяющее сети одного или разных типов по одному протоколу обмена данными. Маршрутизатор анализирует адрес назначения и направляет данные по оптимально выбранному маршруту.
Шлюз, gateway
-
это устройство, позволяющее организовать обмен данными между разными сетевыми объектами, использующими разные протоколы обмена данными.
Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса? (Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды. Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
