Организация вычислительных сетей
Компьютерная (вычислительная) сеть — совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.
Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов локальной вычислительной сети. Обычно такая сеть привязана к конкретному месту. К классу локальных вычислительных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов и т.д. Протяженность такой сети можно граничить пределами 2–2,5 км.
Технические устройства, выполняющие функции сопряжения ЭВМ с каналами связи называются адаптерами или сетевые адаптерами. Один адаптер обеспечивает сопряжение с ЭВМ одного канала связи.
Архитектура вычислительной сети.Основное назначение любой компьютерной сети — предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям.
С этой точки зрения локальную вычислительную сеть можно рассматривать как совокупность серверов и рабочих станций.
Сервер — компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами. Серверы могут осуществлять хранение данных, управление базами данных, удаленную обработку заданий, печать заданий и ряд других функций, потребность в которых мажет возникнуть у пользователей сети. Сервер — источник ресурсов сети.
Рабочая станция — персональный компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам. Рабочая станция сети функционирует как в сетевом, так и в локальном режиме. Она оснащена собственной операционной системой (MS DOS, Windows и т. д.), o6eчивает пользователя всеми необходимыми инструментами для решения прикладных задач.
Особое внимание следует уделить одному из типов серверов — файловому серверу (File Server). В распространенной терминологии для него принято сокращенное название файл-сервер. Файл-сервер хранит данные пользователей сети и обеспечивает им доступ к этим данным. Это, компьютер с большой емкостью оперативной памяти, жесткими диски большой емкости и дополнительными накопителями на магнитной ленте (стриммерами).
Он работает под управлением специальной операционной системы, которая обеспечивает одновременный доступ пользователей сети к расположенным на нем данным.
Файл-сервер выполняет следующий функции: хранение данных, архивирование данных, синхронизацию изменений данных различными пользователями, передачу данных.
Для многих задач использование одного файл-сервера оказывается недостаточным. Тогда в сеть, могут включаться несколько серверов.
Управление взаимодействием устройств в сети. Информационные системы, построенные на базе компьютерных сетей обеспечивают решение следующих задач: хранение данных, обработка данных, организация доступа пользователей к данным, передача данных результатов обработки данных пользователям.
В системах централизованной обработки эти функции выполняла центральная ЭВМ (Mainframe, Host).
Компьютерные сети реализуют распределению обработку данных. Обработка данных в этом случае распределена между двумя объектами: клиентом и сервером.
Клиент — задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети. В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения сложных пpoцедур, чтение файла, поиск информации в базе данных и т. д.
Сервер, определенный ранее, выполняет запрос, поступивший от клиента. Результаты выполнения запроса передаются клиенту. Сервер обеспечивает хранение данных общего пользования организует доступ к этим данным и передает данные клиенту.
Клиент обрабатывает полученные данные и представляет результаты обработки в виде удобном для пользователя. В принципе обработка данных может быть выполнена и на сервере. Для подобных систем приняты термины — системы клиент-сервер или архитектура клиент-сервер.
Архитектура клиент-сервер может использоваться как в одноранговых локальных вычислительных сетях, так и в сети с выделенным сервером.
Одноранговая сеть. В такой сети нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций нет единого устройства для хранения данных. Сетевая операционная система распределена по всем рабочим станциям. Каждая станция сети может выполнять функции как клиента, так и сервера. Она может обслуживать запросы от других рабочих станций и направлять свои запросы на обслуживание в сеть.
Пользователю сети доступны все устройства, подключенные к другим станциям (диски, принтеры).
Достоинства одноранговых сетей: низкая стоимость и высокая надежность.
Недостатки одноранговых сетей:
– зависимость эффективности работы сети от количества станций;
– сложность управления сетью;
– сложность, обеспечения защиты информации;
– трудности обновления и изменения программного обеспечения станций.
Наибольшей популярностью пользутся одноранговые сети на базе сетевых операционных систем LANtastic, NetWare Lite.
В небольших редакциях чаще всего используется такая сеть.
Сеть с выделенным сервером. В сети с выделенным сервером один из компьютеров выполняет функции хранения данных, предназначенных для использования всеми рабочими станциями, управления взаимодействием между рабочими станциями и ряд сервисных функций.
Такой компьютер обычно называют сервером сети. На нем устанавливается сетевая операционная система, к нему подключаются все разделяемые внешние устройства — жесткие диски, принтеры и модемы.
Взаимодействие между рабочими станциями в сети, как правило, осуществляется через сервер. Логическая организация такой сети может, быть представлена топологией звезда. Роль центрального устройства выполняет сервер.
Достоинства сети с выделенным сервером:
– надежная система защиты информации;
– высокое быстродействие;
– отсутствие ограничений на число рабочих станций;
– простота управления по сравнению с одноранговыми сетями.
Недостатки сети:
– высокая стоимость из-за выделения одного компьютера под сервер;
– зависимость быстродействия и надежности сети от сервера;
– меньшая гибкость по сравнению с одноранговой сетью.
Маршрутизатор (роутер). Сеть сложной конфигурации, представляющая собой соединение нескольких сетей, нуждается в специальном устройстве. Задача этого устройства — отправить сообщение адресату в нужную сеть. Называется такой устройство маршрутизатором. Маршрутизатор выполняет свои функции на сетевом уровне, поэтому он зависит от протоколов обмена данными, но не зависит от типа сети. С помощью двух адресов — адреса сети и адреса узла маршрутизатор однозначно выбирает определенную станцию сети.
Маршрутизатор также может выбрать наилучший путь для передачи сообщения абоненту сети, фильтрует информацию, проходящую через него, направляя в одну из сетей только ту информацию, которая ей адресована.
Кроме того, маршрутизатор обеспечивает балансировку нагрузки в сети, перенаправляя потоки сообщений по свободным каналам связи.
Антивирусная защита
Антивирусная защита была всегда актуальным вопросом. Вирусы — вредные программы, которые мешают нормальной работе компьютера. Раньше вирусы распространялись только через дискеты. Поэтому на каждом компьютере необходимо было держать антивирусную программу. При обнаружении заражения компьютера вирусом запускалась антивирусная программа, которая уничтожала вирус. Поскольку практические ежедневно появлялись новые вирусы, нужно было постоянно обновлять антивирусную программу.
Проблема компьютерных вирусов обострилась с развитием Интернета. Появились новые поколения вирусов, которые обнаруживаются антивирусной программой, но уничтожаются с трудом. Это так называемые «компьютерные черви» (Worms). Они впервые появились летом 2001 года. Существует много разновидностей червей, но в общем они работают так: заменяют собой важные файлы операционной системы (например, динамические библиотеки и др.), уничтожая их при этом. Компьютер вроде бы работает нормально некоторое время. Затем начинают проявляться следы деятельности вируса. Червь, пользуясь локальной сетью, рассылает себя по всем компьютерам сети и заражает их. Пользуясь адресной книгой, через Интернет рассылает себя по адресатам, заражая все новые и новые компьютеры. Процесс заражения протекает лавинообразно.
Вылечить компьютер, просто удалив вирус, нельзя. Компьютер перестанет работать. В этом случае нужна помощь квалифицированного системщика.
В качестве примера можно привести события осени–зимы 2001 года. В результате мощной атаки на Интернет сразу нескольких разновидностей червей только в нашем городе вышли из строя сотни компьютеров. Сервисные службы были завалены системными блоками.
Первыми отреагировали фирмы, создающие антивирусные программы (например, антивирусная лаборатория Касперского). Они создали новые поколения антивирусных программ, которые не позволяют проникать червям из Интернета, сигнализируя о таких попытках.
Отреагировали и Интернет-провайдеры. Они стали устанавливать специальные мониторы, которые отфильтровывают зараженные файлы.
Борьба с вирусами на этом не закончилась, напротив, она, похоже, затянется надолго.
Основные рекомендации по защите от вирусов. Чтобы уменьшить вероятность вирусного заражения компьютера, нужно выполнять некоторые инструкции:
– никогда не пытаться считать информацию с чужого диска, не проверив его на вирусы;
– регулярно проводить обновление антивирусных баз данных;
– для работы с электронной почтой и в Интернете нужно выделять компьютер, снабженный антивирусной программой и выключенный из локальной сети. Только убедившись после сеанса работы в Интернете, что компьютер не заражен, его можно включать в сеть.
Системы архивирования
Архивирование данных — крайне важная процедура, имеющая целью:
– создание страховых копий данных на случай выхода из строя компьютера или жесткого диска либо несанкционированного (случайного) удаления данных;
– освобождение дискового пространства от файлов отработанных версток;
– повышение надежности обмена и хранения данных в вычислительных сетях.
В качестве средств архивирования данных используются:
– стримеры — устройства с использованием кассет с магнитной лентой;
– магнитооптические диски;
– ZIP-диски;
– CD-ROM и CD-RW-диски;
– RAID-массивы;
– DVD-диски;
– устройства с флэш-картой;
– сменные жесткие диски.
Стримеры — устройства последовательного доступа к данным. На сегодня они используются очень редко. Магнитооптические диски не получили такого широкого распространения, как, например, CD-ROM и CD-RW-диски. ZIP-диски были очень распространены в полиграфии, но сегодня они уже не играют такой роли. DVD-диски очень перспективны, благодаря объему информации, которую можно записать на них. Распространены пока не очень широко. Сменные жесткие диски также имеют ограниченное распространение. Наиболее широко распространены сегодня диски CD-ROM и CD-RW. Матрицы дисков стоят достаточно дешево, устройства записи на них также стали доступными. Благодаря новому интерфейсу USB расширяется использование устройств на флэш-картах.
Дисковые массивы RAID используются в основном для повышения надежности обмена и хранения данных в вычислительных сетях.
RAID (Redundant Array of Inexpensive [or Independent] Disks) — дисковый массив (матрица), избыточный массив недорогих дисков, использующий метод восстановления ошибок жёсткого диска, основанный на том, что два или более жёстких дисков работают параллельно. Каждый диск содержит лишь часть данных, необходимых для воссоздания целостного набора данных. Данные расщепляются для записи на каждый отдельный диск и сопровождаются дополнительными битами для коррекции ошибок. Если происходит сбой в работе одного из дисков, данные можно восстановить на новом диске, используя содержание других дисков массива. В зависимости от уровня (0, 1, 2, 3, 4, 5 и 7) предоставляются различные способы объединения дисков.
Контрольные вопросы:
- Что включает в себя комплекс технических средств редакции?
- Назвать функции станции набора текстов.
- Назвать функции графической станции.
- Назвать функции станции верстки.
- Что такое апгрэйд компьютера?
- Что относится к выводным устройствам?
- Что имеют общего и чем отличаются лазерный принтер и фотонаборный автомат?
- Что такое цветопроба?
- Какие типы цветопробы существуют?
- Чем аналоговая цветопроба отличается от цифровой?
- Для чего нужно калибровать компьютерное оборудование?
- Назвать стратегии использования новых информационных технологий?
- Что такое локальная вычислительная сеть?
- Для чего нужна ЛВС в редакции?
- Что такое сервер?
- Что такое рабочая станция?
- Что такое файловый сервер?
- Как устроена одноранговая сеть?
- Как устроена сеть с выделенным сервером?
- Что такое маршрутизатор?
- Что такое компьютерный вирус?
- Для чего предназначены антивирусные программы?
- Какие меры нужно предпринять, чтобы обезопаситься от компьютерных вирусов?
- Для чего нужно архивирование данных?
- Назвать устройства, применяемые для архивации данных.
Интернет-источники
Все о модемах.
Как устроен и работает модем.
Валуйский B. Аналоговая цветопроба: офисный пробопечатный станок или дорогая игрушка? // Курсив, № 3 (11), 1998.
Варнавская О. Тютелька в тютельку, или печатник в KnockOut’e // Publish, № 1, 2000.
Кистенев И. СТРУЙНЫЕ ПРИНТЕРЫ — всерьез и надолго // Publish, № 2, 2001.
Цифровое наследие // Publish, № 1, 2000.
Шмаков А. Цель предпечатной подготовки, или На чем ставит подпись заказчик // КомпьюАрт, № 3, 2002.
Лагутин М. Цифровая цветопроба: что нового? // КомпьюАрт, № 9, 2001.
Лыгун А. Давид и Голиаф? Принтер против фотонаборного автомата // Курсив, № 5 (25), 2000.
Макмэхон Ф. Секретный мир PDF .
Терентьев И. Жидкокристаллические мониторы для издателей? // Publish, № 4, 2000.
Шмаков А. Новая версия PageMaker и Перестройка от Adobe // КомпьюАрт, № 9, 2001.
Лекция 6