Ограничения, связанные с применением мостов и коммутаторов – по топологии связей, а также ряд других, — привели к тому, что в ряду коммуникационных устройств появился ещё один тип оборудования – маршрутизатор (router). Маршрутизаторы более надёжно и более эффективно, чем мосты, изолируют трафик отдельных частей сети друг от друга. Маршрутизаторы образуют логические сегменты посредством явной адресации, поскольку используют не простые аппаратные, а составные числовые адреса. В этих адресах имеется поле номера сети, так что все компьютеры, у которых значение этого поля одинаково, принадлежат к одному сегменту, называемому в данном случае подсетью (subnet).
Кроме локализации трафика маршрутизаторы выполняют ещё много других полезных функций. Так, маршрутизаторы могут работать в сети с замкнутыми контурами, при этом они осуществляют выбор наиболее рационального маршрута из нескольких возможных. Сеть, представленная на рисунке 4 отличается от своей предшественницы тем, что между подсетями отделов 1 и 2 проложена дополнительная связь, которая может использоваться как для повышения производительности сети, так и для повышения её надёжности.
 Рис. 4 Структуризация сети с помощью маршрутизаторов |
Другой очень важной функцией маршрутизаторов является их способность связывать в единую сеть подсети, построенные с использованием разных сетевых технологий, например.
Сети, построенные на основе шлюзов
Кроме перечисленных устройств отдельные части сети может соединять шлюз (gateway). Обычно основной причиной, по которой в сети используют шлюз, является необходимость объединить сети с разными типами системного и прикладного программного обеспечения, а не желание локализовать трафик. Тем не менее, шлюз обеспечивает и локализацию трафика в качестве некоторого побочного эффекта.
Крупные сети практически никогда не строятся без логической структуризации. Для отдельных сегментов и подсетей характерны типовые однородные топологии базовых технологий, и для их объединения всегда используется оборудование, обеспечивающее локализацию трафика, — мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и шлюзы.
Сетевые службы
Для конечного пользователя сеть – это не компьютеры, кабели и концентраторы и даже не информационные потоки, для него сеть – это, прежде всего, тот набор служб, с помощью которых он получает возможность просмотреть список имеющихся в сети компьютеров, прочитать удалённый файл, распечатать документ на «чужом» принтере или послать почтовое сообщение. Именно совокупность предоставляемых возможностей – насколько широк их выбор, насколько они удобны, надёжны и безопасны – определяет для пользователя облик той или иной сети.
Кроме собственно обмена данными, сетевые службы должны решать и другие, более специфические задачи, например, задачи, порождаемые распределённой обработкой данных. К таким задачам относится обеспечение непротиворечивости нескольких копий данных, размещённых на разных машинах (служба репликации), или организация выполнения одной задачи параллельно на нескольких машинах сети (служба вызова удалённых процедур). Среди сетевых служб можно выделить административные, то есть такие, которые в основном ориентированы не на простого пользователя, а на администратора, и служат для организации правильной работы сети в целом. Служба администрирования учётных записей о пользователях, которая позволяет администратору вести общую базу данных о пользователях сети, система мониторинга сети, позволяющая захватывать и анализировать сетевой трафик, служба безопасности, в функции которой может входить среди прочего выполнение процедуры логического входа с последующей проверкой пароля, — всё это примеры административных служб.
Реализация сетевых служб осуществляется программными средствами. Основными службами являются:
– файловая служба и служба печати, которые обычно предоставляются сетевой операционной системой
– служба баз данных, факса или передачи голоса являются системными сетевыми приложениями или утилитами, работающими в тесном контакте с сетевой ОС.
Вообще говоря, распределение служб между ОС и утилитами достаточно условно и меняется в конкретных реализациях ОС.
При разработке сетевых служб приходится решать проблемы, которые свойственны любым распределённым приложениям: определение протокола взаимодействия между клиентской и сервисной частями, распределение функций между ними, выбор схемы адресации приложений и др.
Одним из главных показателей качества сетевой службы является её удобство. Для одного и того же ресурса может быть разработано несколько служб, по-разному решающих одну и ту же задачу. Отличия могут заключаться в производительности или уровне удобства предоставляемых услуг. Например, файловая служба может быть основана на использовании команды передачи файла из одного компьютера в другой по имени файла, а это требует от пользователя знания имени нужного файла. Та же файловая служба может быть реализована и так, что пользователь монтирует удалённую файловую систему к локальному каталогу, а далее обращается к удалённым файлам как к своим собственным, что гораздо более удобно. Качество сетевой службы зависит и от качества пользовательского интерфейса – интуитивной понятности, наглядности, рациональности.
При определении степени удобства разделяемого ресурса часто употребляют термин «прозрачность». Прозрачный доступ – это такой доступ, при котором пользователь не замечает, где расположен нужный ему ресурс – на его компьютере или на удалённом. После того, как он смонтировал удалённую файловую систему в своё дерево каталогов, доступ к удалённым файлам становится для него совершенно прозрачным. Сама операция монтирования также может иметь разную степень прозрачности – в сетях с меньшей прозрачностью пользователь должен знать и задавать в команде имя компьютера, на котором хранится удалённая файловая система, в сетях с большей степенью прозрачности соответствующий программный компонент SET производит поиск разделяемых томов файлов безотносительно мест их хранения, а затем предоставляет их пользователю в удобном для него виде, например, в виде списка или набора пиктограмм.
Для обеспечивания прозрачности важен способ адресации (именования) разделяемых сетевых ресурсов. Имена разделяемых сетевых ресурсов не должны зависеть от их физического расположения на том или ином компьютере. В идеале пользователь не должен ничего менять в своей работе, если администратор переместил том или каталог с одного компьютера на другой. Сам администратор и сетевая операционная система имеют информацию о расположении файловых систем, но от пользователя она скрыта. Такая степень прозрачности пока редко встречается в сетях, — обычно для получения доступа к ресурсам определённого компьютера сначала приходится устанавливать с ним логическое соединение. Такой подход применяется, например, в сетях Windows NT, 2000, XP.
Контрольные вопросы
| № п.п. | Вопрос | Ответ |
| Физическая структура (топология) сети – это: | Схема соединения компьютеров в сети с использованием дополнительных технических средств. | |
| Логическая структура сети – это: | Программно — аппаратная структура, обеспечивающая перераспределение передаваемого трафика между различными физическими сегментами сети | |
| Однородная структура сети – это: | Структура, обеспечивающая равные права доступа к ресурсам всех пользователей | |
| Локализация трафика – это: | Распространение трафика, предназначенного для компьютеров некоторого сегмента сети, только в пределах этого сегмента | |
| Логическая структуризация сети – это: | Процесс разбиения сети на сегменты с локализованным трафиком | |
| Концентраторы – это: | Устройства обмена информацией, не использующие аппаратные адреса компьютеров для локализации трафика внутри локальной сети | |
| Мосты – это: | Устройства обмена информацией, использующие аппаратные адреса — порты для локализации трафика внутри локальной сети | |
| Коммутаторы – это: | Устройства обмена информацией, имеющие контроллер и микропрограмму идентификации адреса — порта для локализации трафика внутри локальной сети | |
| Маршрутизаторы – это: | Интеллектуальные устройства обмена информацией, имеющие собственный процессор и программное обеспечение идентификации компьютера в локальной сети, а также обеспечивающие объединение локальных сетей в единую сеть | |
| Шлюз – это: | Коммуникационный процессор, обеспечивающий объединение сетей с различными операционными системами и прикладным программным обеспечением в единую сеть | |
| Непротиворечивость нескольких копий данных, размещённых на разных машинах обеспечивает | Служба репликации | |
| Организацию выполнения одной задачи параллельно на нескольких машинах обеспечивает | Служба вызова удалённых процедур | |
| Организацию правильной работы сети в целом, включая ее безопасность обеспечивает | Административная служба | |
| Реализацию сетевых служб обеспечивают | Программные средства | |
| Файловую службу и службу печати реализует | Сетевая операционная система | |
| Доступ к информации, при котором пользователь не замечает, где расположен нужный ему ресурс – это: | Прозрачный доступ |
