Сетевые службы
Download as PPT, PDF0 likes217 views
Документ описывает различные сетевые службы, включая функции, ориентированные как на конечных пользователей, так и на сетевых администраторов. Он также рассматривает сетевые операционные системы и их роль в управлении ресурсами, а также различные топологии сетевых соединений и их характеристики. Обсуждаются проблемы, возникающие при распределенных приложениях, и примеры использования сетевых технологий, такие как обработка данных в большом адронном коллайдере.
Сетевые службы
- 2. • С точки зрения пользователей компьютерные сети представляют собой набор служб (сервисов), таких как • электронная почта, • WWW, • интернет-телефония, • интернет-телевидение.
- 3. • Транспортные функции сети, обеспечивающие работу этих служб, скрыты от пользователей, хотя иногда и влияют на некоторые детали предоставления службы, • например, недостаточно высокая надежность доступа в Интернет по телефонным каналам потребовала коротких TCP-сеансов в службе WWW при передаче содержания веб- страниц. .
- 4. • Помимо служб, ориентированных на конечных пользователей, существуют службы, ориентированные на сетевых администраторов, решающих задачи конфигурирования и управления сетевыми устройствами.
- 5. Например, • централизованная справочная служба, или • служба каталогов, предназначена для ведения базы данных о пользователях сети, обо всех ее программных и аппаратных компонентах. • служба мониторинга сети, позволяющую захватывать и анализировать сетевой трафик, • служба безопасности, в функции которой может входить, в частности, выполнение процедуры логического входа с проверкой пароля, службу резервного копирования и архивирования.
- 6. • в эту категорию входят службы: • FTP, • telnet1 • SNMP. • DNS • DHCP.
- 7. • Для поиска и просмотра информации в Интернете используется веб-служба, состоящая из • веб-сервера и • клиентской программы, называемой веб- браузером (web browser).
- 8. Windows 95 Windows 98 Windows Me Windows 2000 (2000) Windows XP (2001) Windows Vista (2006) Windows 7 (2009)
- 9. • Разделяемым ресурсом в данном случае является веб-сайт — определенным образом организованный набор файлов, содержащих связанную в смысловом отношении информацию и хранящихся на внешнем накопителе веб- сервера.
- 10. Основные расширения файлов Jpg, gif, png, tiff и др.- растровые изображения doc , docx - вордовский документ, текстовый xls - относится к электронным таблицам pdf , djv - - электронные книги eхе - - это исполняемые файлы pptx- - презентация в PowerPoint rar и zip - - архивы mp3,wav… - аудио файлы avi, mp4, …- видео файлы Jpg, gif, png, tiff и др.- растровые изображения doc , docx - вордовский документ, текстовый xls - относится к электронным таблицам pdf , djv - - электронные книги eхе - - это исполняемые файлы pptx- - презентация в PowerPoint rar и zip - - архивы mp3,wav… - аудио файлы avi, mp4, …- видео файлы
- 11. На схеме веб-службы два компьютера связаны не непосредственно, а через множество промежуточных сетевых устройств, входящих в состав Интернета.
- 12. • Для того чтобы отразить этот факт графически, мы поместили между двумя компьютерами так называемое коммуникационное облако, которое позволяет нам абстрагироваться от всех деталей среды передачи сообщений.
- 13. • Обмен сообщениями между клиентской и серверной частями веб-службы выполняется по стандартному протоколу HTTP и никак не зависит от того, передаются ли эти сообщения «из рук в руки» (от интерфейса одного компьютера к интерфейсу другого) или через большое число посредников — транзитных коммуникационных устройств
- 14. • Вместе с тем, усложнение среды передачи сообщений приводит к возникновению новых дополнительных задач, на решение которых не был рассчитан упоминавшийся ранее простейший драйвер сетевой интерфейсной карты. • Вместо него на взаимодействующих компьютерах должны быть установлены более развитые программные транспортные средства.
- 15. Сетевая операционная система • сокр. ОС (англ. operating system, OS) — • комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, • а с другой стороны — предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, • эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений
- 16. • В большинстве вычислительных систем операционная система является основной, наиболее важной (а иногда и единственной) частью системного программного обеспечения. • С 1990-х годов наиболее распространёнными операционными системами являются системы семейства • Windows и • системы класса UNIX (особенно Linux и Mac OS).
- 17. • Сегодня практически все операционные системы являются сетевыми. Из примеров, рассмотренных в предыдущих разделах, мы видим, что удаленный доступ к сетевым ресурсам обеспечивается: • • сетевыми службами; • • средствами транспортировки сообщений по сети • (в простейшем случае — • сетевыми интерфейсными картами и • их драйверами). • Под определение драйвера подпадают многочисленные устройства: • Формирователи сигналов интерфейсов цифровых электронных устройств, предназначенные для преобразования, приема и передачи цифровых сигналов и согласования электрических парметров с особенностями линии связи. • Наиболее известными представителями таких драйверов считаются формирователи интерфейсов RS-232 (COM — порт), RS-485, RS-422, CAN, LIN, Ethernet, USB, IEEE 1394 и т. д.
- 18. • Сетевая плата, • также известная как сетевая карта, • сетевой адаптер, • Ethernet-адаптер, • NIC (англ. network interface controller) — • периферийное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети. • В настоящее время, особенно в персональных компьютерах, сетевые платы довольно часто интегрированы в материнские платы для удобства и удешевления всего компьютера в целом.
- 19. • К другому типу операционных систем относится серверная ОС — • она ориентирована на обработку запросов из сети к ресурсам своего компьютера и включает в себя в основном серверные части сетевых служб. • Компьютер с установленной на нем серверной ОС, занимающийся исключительно обслуживанием запросов других компьютеров, называют выделенным сервером сети. За выделенным сервером, как правило, обычные пользователи не работают.
- 20. • Однако чтобы добиться всех тех преимуществ, которые сулят распределенные приложения, разработчикам этих приложений приходится решать множество проблем, например: • на сколько частей следует разбить приложение, какие функции возложить на каждую часть, как организовать взаимодействие этих частей, чтобы в случае сбоев и отказов оставшиеся части корректно завершали работу и т. д., и т. п. • Заметим, что все сетевые службы, включая файловую службу, службу печати, службу электронной почты, службу удаленного доступа, интернет-телефонию и т. д., по определению относятся к классу распределенных приложений.
- 22. • Одним из последних и очень известных примеров распределенного научного приложения является программное обеспечение обработки данных большого адронного коллайдера (Large Hadron Collider, LHC), запущенного 10 сентября 2008 года в CERN — это приложение работает более чем на 30 тысячах компьютеров, объединенных в сеть.
- 23. Топология физических связей • Объединяя в сеть несколько (больше двух) компьютеров, необходимо решить, каким образом соединить их друг с другом, другими словами, выбрать конфигурацию физических связей, или топологию.
- 24. От выбора топологии связей существенно зависят характеристики сети • Наличие между узлами нескольких путей повышает надежность сети и делает возможным распределение загрузки между отдельными каналами. • Простота присоединения новых узлов, свойственная некоторым топологиям, делает сеть легко расширяемой. • Экономические соображения часто приводят к выбору топологий, для которых характерна минимальная суммарная длина линий связи.
- 26. • Полносвязная топология (рис. 2 а) соответствует сети, в которой каждый компьютер непосредственно связан со всеми остальными. • Несмотря на логическую простоту, этот вариант оказывается громоздким и неэффективным. • Действительно, в таком случае каждый компьютер в сети должен иметь большое количество коммуникационных портов, достаточное для связи с.каждым из остальных компьютеров сети. • Для каждой пары компьютеров должна быть выделена отдельная физическая линия связи. (В некоторых случаях даже две, если невозможно использование этой линии для двусторонней передачи.) Полносвязные топологии в крупных сетях применяются редко, так как для связи N узлов требуется N(N- 1)/2 физических дуплексных линий связей, то есть имеет место квадратичная зависимость от числа узлов. Чаще этот вид топологии используется в многомашинных комплексах или в сетях, объединяющих небольшое количество компьютеров.
- 27. • Ячеистая топология получается из полносвязной путем удаления некоторых связей (рис. 2 б). • Ячеистая топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна, как правило, для крупных сетей.
- 28. • В сетях с кольцевой топологией (рис. 2 в) данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому. • Главным достоинством кольца является то, что оно по своей природе обеспечивает резервирование связей. • Действительно, любая пара узлов соединена здесь двумя путями — по часовой стрелке и против нее. • Кроме того, кольцо представляет собой очень удобную конфигурацию для организации обратной связи — данные, сделав полный оборот, возвращаются к узлу-источнику. Поэтому источник может контролировать процесс доставки данных адресату. Часто это свойство кольца используется для тестирования связности сети и поиска узла, работающего некорректно. • В то же время в сетях с кольцевой топологией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какого-либо компьютера не прерывался канал связи между остальными узлами кольца.
- 29. • Звездообразная топология (рис. 2 г) образуется в случае, когда каждый компьютер подключается непосредственно к общему центральному устройству, называемому концентратором. В функции концентратора входит направление передаваемой компьютероминформации одному или всем остальным компьютерам сети. • В качестве концентратора может выступать как универсальный компьютер, так и специализированное устройство. • К недостаткам звездообразной топологии относится более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения специализированного центрального устройства. Кроме того, возможности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются количеством портов концентратора.
- 30. • Иногда имеет смысл строить сеть с использованием нескольких концентраторов, иерархически соединенных между собой звездообразными связями (рис. 2 д). • Получаемую в результате структуру называют иерархической звездой, или деревом. В настоящее время дерево является самой распространенной топологией связей как в локальных, так и глобальных сетях. • Особым частным случаем звезды является общая шина (рис. 2 е). Здесь в качестве центрального элемента выступает пассивный кабель, к которому по схеме «монтажного ИЛИ» подключается несколько компьютеров (такую же топологию имеют многие сети, использующие беспроводную связь — роль общей шины здесь играет общая радиосреда).
- 31. • Передаваемая информация распространяется по кабелю и доступна одновременно всем компьютерам, присоединенным к этому кабелю. Основными преимуществами такой схемы являются ее дешевизна и простота присоединения новых узлов к сети, а недостатками — низкая надежность (любой дефект кабеля полностью парализует всю сеть) и невысокая производительность (в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные по сети, поэтому пропускная способность делится здесь между всеми узлами сети).