1.5. Концепции управления сетевыми ресурсами

Сети ЭВМ с рассредоточенными и сосредоточенными ресурсами. В зависимости от концепции управления распределением сетевых ресурсов и функциональных возможностей аппаратно-программных средств абонентских систем (АС) все сети ЭВМ могут быть разделены на три типа [8]:

- одноранговые сети;

- сети типа «клиент-сервер»;

- гибридные сети.

Основу одноранговых сетей ЭВМ составляют универсальные (одноранговые) абонентские системы, способные как потреблять сетевые ресурсы (формировать запросы к внешним серверам), так и предоставлять собственные ресурсы другим абонентским системам сети (обрабатывать запросы от внешних клиентов).

Упрощенная структурная схема одноранговой сетевой абонентской системы приведена на рис. 1.22. Взаимодействие абонентской системы с внешними серверами и клиентами осуществляется с помощью локальных телекоммуникационных средств (ТКС).

Сети типа «клиент-сервер» строятся на основе клиентских и сервисных абонентских систем, которые называются клиентами и серверами, и ориентированы соответственно на потребление и предоставление сетевых ресурсов. Их структурные схемы приведены на рис. 1.23 и рис. 1.24.

Гибридные сети строятся на основе объединения сегментов одноранговых сетей и сетей типа «клиент-сервер».

Каждый из этих типов сетей имеет свои достоинства и недостатки, определяющие их функциональные возможности и сферы применения.

Рассмотрим более подробно особенности построения и функционирования сетей ЭВМ указанных типов.

Одноранговая сеть ЭВМ ‑ это информационная сеть, в которой ее ресурсы рассредоточены по всем абонентским системам.

Рис. 1.22. Одноранговая абонентская система

Рис. 1.23. Клиентская абонентская система

Рис. 1.24. Сервисная абонентская система

В одноранговых сетях (рис. 1.25) все абонентские системы имеют равные потенциальные возможности доступа к аппаратно-программным ресурсам друг друга. При этом пользователи с помощью программных настроек имеют возможность изменять конфигурацию, ограничивать или запрещать широкий доступ к отдельным ресурсам собственных абонентских систем

В одноранговых сетях вычислительные средства всех абонентских систем функционируют под управлением локальных однотипных операционных систем (ОС), в состав которых входят одновременно клиентские (К) и сервисные (С) модули сетевых служб. Сетевые операционные системы такого типа называются одноранговыми ОС.

Сферой применения одноранговых сетей ЭВМ главным образом являются небольшие организации и учреждения, количество сетевых абонентских систем в которых не превышает 15-20 штук, и между ними отсутствует высокоинтенсивный трафик.

К основным достоинствам одноранговых сетей ЭВМ можно отнести следующее:

- простота и малые затраты при развертывании, настройке и эксплуатации;

- функциональные возможности отдельных сетевых абонентских систем не зависят друг от друга;

- не требуют централизованного администрирования;

- пользователи абонентских систем имеют возможность индивидуальной настройки их конфигурации.

Рис. 1.25. Одноранговая сеть

К недостаткам одноранговых сетей можно отнести следующее:

- резкое снижение эффективности функционирования сети при увеличении до 20 и более числа абонентских систем;

- при интенсивном обращении к разделяемым ресурсам конкретных абонентских систем могут возникать существенные временные задержки в обслуживании запросов;

- отключение от сети отдельных абонентских систем приводит к потере их аппаратно-программных ресурсов;

- отсутствие централизованного управления усложняет конфигурирование сетевых ресурсов и организацию их безопасного использования.

Сеть ЭВМ типа «клиент-сервер» ‑ это информационная сеть, в которой основная часть ее ресурсов сосредоточена в сервисных абонентских системах, называемых серверами, обслуживающих запросы клиентских абонентских систем, называемых клиентами (рис. 1.26).

На серверах устанавливаются специализированные операционные системы, оптимизированные для эффективного обслуживания запросов от клиентских абонентских систем. Такие операционные системы называются серверными ОС. Клиентские абонентские системы работают под управлением клиентских ОС.

Рис. 1.26. Сеть типа «клиент-сервер

При существовании в сети сотен или даже тысяч клиентских абонентских систем интенсивность запросов от них к разделяемым ресурсам серверов может быть очень значительной, и серверы должны справляться с такими потоками запросов без существенных задержек. Поэтому в качестве серверов обычно используются компьютеры с мощной аппаратной платформой и операционной системой, оптимизированной для серверных функций.

К основным свойствам серверных операционных систем можно отнести следующие:

- поддержка мощных аппаратных платформ, в том числе мультипроцессорных;

- поддержка большого числа одновременно выполняемых процессов и сетевых соединений;

- наличие в составе ОС компонентов централизованного администрирования сети (например, справочной службы или службы аутентификации и авторизации пользователей сети);

- более широкий набор сетевых служб.

Клиентские операционные системы обычно освобождаются от серверных функций, что значительно упрощает их организацию. Это позволяет значительно расширить возможности реализованного в них пользовательского интерфейса и клиентских частей сетевых служб. Наиболее простые клиентские ОС поддерживают только базовые сетевые службы, обычно файловую и службу печати. В то же время существуют так называемые универсальные клиенты, которые поддерживают широкий набор клиентских частей, позволяющих им работать практически со всеми серверами сети.

Большинство сетевых операционных систем выпускаются в двух версиях. Одна версия предназначена для работы в качестве серверной ОС, а другая ‑ для работы на клиентской абонентской системе. Эти версии чаще всего основаны на одном и том же базовом коде, но отличаются набором служб и утилит, а также параметрами конфигурации, в том числе устанавливаемыми по умолчанию и не подлежащие изменению.

Сети «клиент-сервер» обычно имеют лучшие функциональные характеристики и повышенную надежность по сравнению с одноранговыми сетями. Серверы владеют главными ресурсами сети, к которым обращаются сетевые клиенты.

Сети ЭВМ типа «клиент ‑ сервер» имеют следующие достоинства:

- позволяют организовывать сети с большим количеством абонентских систем;

- обеспечивают централизованное управление учетными записями пользователей, безопасностью и доступом, что упрощает сетевое администрирование;

- эффективный доступ к сетевым ресурсам;

- пользователю нужен один пароль для входа в сеть и для получения доступа ко всем ресурсам, на которые распространяются права пользователя.

Наряду с достоинствами сети «клиент  ‑ сервер» имеют и ряд недостатков:

- неисправность сервера может сделать сеть неработоспособной, как минимум, привести к потере сетевых ресурсов;

- требуют квалифицированного персонала для администрирования;

- имеют более высокую стоимость сетей и сетевого оборудования.

Гибридные сети. В больших сетях наряду с отношениями «клиент-сервер» сохраняется необходимость и в одноранговых связях, поэтому такие сети чаще всего строятся по гибридной схеме (рис. 1.27).

Рис. 1.27. Гибридная сеть