Одноранговые лвс это локальные компьютерные сети в которых
Запускаем на канале рубрику, посвященную компьютерным сетям. Буду выпускать цикл статей, которые раскроют максимальное количество полезной информации по данному направлению.
Сегодня начнем с общих понятий, терминов и видов компьютерных сетей, так сказать, чтобы у вас сложилось общее впечатление, а с каждой статьей будем с вами углубляться в более сложные и технологичные моменты.
Компьютерная или вычислительная сеть - совокупность устройств, система, которая обеспечивает обмен информацией и данными между вычислительными машинами, связанными между собой логически или физически. Сеть может состоять как из двух устройств, так и из тысячи.
Для более понятной картины, разделим участников сети на группы:
- Оконечное устройство (хост) - узел, как часть компьютерной сети, который осуществляет прием или передачу данных. Такие устройства образуют интерфейс между пользователем и сетью. В качестве оконечных узлов выступают: компьютеры, планшеты телефоны, также в некоторых источниках к хостам относят и принтеры.
- Промежуточные устройства - узлы сети, которые осуществляют соединение оконечных устройств между собой. Основная задача передать информацию. Промежуточные устройства не создают данные и не изменяют их. К ним относятся: коммутаторы и точки доступа, маршрутизаторы, межсетевые экраны.
- Среда передачи - призвана осуществлять коммуникацию в сети для транспортировки данных. Среда дает физический канал, при помощи которого, информация переходит от с источника к адресату. Существует три основных вида сред: радиоканал (беспроводная передача), оптическое волокно, металлические провода (медный кабель).
Если с устройствами в сети, все более или менее понятно, подробно мы будем это обсуждать в процессе нашего цикла, то с классификаций сети все более разрознено.
Компьютерные сети разделяются по их назначению и характеристикам
Территориальное разделение:
- WAN (Wide Area Network) - глобальная сеть, покрывает географически крупные регионы, включает себя меньшие по охвату сети, соединяет в единую цепочку пользователей со всего мира.
- MAN (Metropolitan Area Network) - сеть в пределах, города, области, соединяет на своем уровне сети от различных провайдеров.
- LAN (Local Area Network) - локальная компьютерная сеть, замкнутая инфраструктура, доступ к которой имеют только ее участники. Под локальной сетью подразумевается объединение различных сетевых устройств в рамках одной небольшой территории. Например, офис или предприятие, ваши домашние устройства.
Архитектурное разделение:
- Одноранговые сети
- Многоранговые сети по типу Клиент - сервер
Разделение по виду среды передачи данных:
- Проводные - передача данных посредством укладки кабеля между устройствами (витая пара, телефонные провода, коаксиальный кабель, оптическое волокно)
- Беспроводные - передача информации по радио каналу с определённым частотным диапазоном
Разделение по топологии (схема построения сети):
Разделение по типу передачи:
- Коммутация каналов - передача данных осуществляется после того, как канал связи будет установлен. В процессе одной передачи, вторая и последующие невозможны. Яркий пример, телефонная связь, поступает звонок, при ответе, устанавливается канал, который для второго звонка уже будет занят.
- Коммутация пакетов - при передаче от одного устройства к другому данные делятся на части (пакеты), которые доставляются к оконечному узлу по сетевым маршрутам. Каждая часть не зависит друг от друга, передается отдельно, что позволяет в одном физическом канале передавать данные нескольким устройствам.
Разделение сети по типу передачи данных:
- Широковещательная рассылка (broadcast)
- Многоадресная рассылка (multicast)
- Одноадресная рассылка (unicast), иногда используется термин точка-точка
Для первого вводного раза, думаю, информации будет достаточно. В следующих статьях данного цикла будем подробно раскрывать термины и характеристики, которые были затронуты в данном материале. Следите за появлением новых публикаций.
На этом все, спасибо за внимание.
Ставьте лайки, пишите комментарии, подписывайтесь на блог, буду регулярно размещать интересные материалы, которые возникают в процессе работы.
В локальных вычислительных сетях (ЛВС) используют 2 способа организации – одноранговую и иерархическую. Одноранговая локальная сеть устроена так, что объединяет все узлы, среди которых нет выделенного сервера. У такого простейшего решения есть и недостатки, и серьезные достоинства. Благодаря последним одноранговые сети перестали работать только в домах или небольших офисах, а активно используются при реализации масштабных проектов.
Какие сети называются одноранговыми
Одноранговыми называются локальные сети, включающие только равноправные узлы.
«Равноправие» означает, что все компьютеры:
- Отправляют прямые запросы к любым узлам.
- Получают и обрабатывают прямые запросы от других ЭВМ (рабочих станций).
- Предоставляют часть своих ресурсов (файлы, папки, принтеры, приложения и их время выполнения) для общих сетевых задач.
- Могут обращаться ко всем общим ресурсам.
Этот список определяет основные свойства одноранговой сети:
- обмен данными «каждый с каждым» или пиринговый (от англ. peer-to-peer – равный к равному);
- децентрализация общих ресурсов, размещенных на локальных хостах.
Из-за этих особенностей одноранговая модель организации сетевого взаимодействия в информатике получила альтернативные названия пиринговой (P2P) или децентрализованной.
В отличие от иерархических (многоранговых) локальных сетей, в одноранговых нет выделенных серверов для хранения информации, управления обменом, доступа к оборудованию (например, принтерам). Каждый хост получает функции:
- клиентские – отправляя запросы на доступ к ресурсам или получение данных другим узлам;
- серверные – обрабатывая запросы других рабочих станций;
- административные – выделение ресурсов и разграничение прав на их использование выполняется на уровне пользователей или групп локального узла.
Иллюстрирует сказанное простой пример:
- в домашней сети 3 компьютера с условными именами Father, Mother, Child;
- на первом (Father) установлен Office со средствами совместной работы и хранятся документы. К нему подключен расшаренный (разрешено использование всеми ПК группы) принтер;
- на втором (Mother) развернуто приложение для домашней бухгалтерии. Остальные имеют доступ к отчетам и могут вносить текущие доходы и расходы в приложении самостоятельно;
- на третьем (Child) хранятся мультимедиа файлы, к которым разрешен общий доступ.
В такой структуре:
- Father становится сервером офисных приложений и принт-сервером;
- Mother – сервером приложений;
- Child – файловым (мультимедиа) сервером.
Однако, локальная сеть так и остается одноранговой, поскольку ни один из компьютеров не выполняет исключительно серверных задач. Каждый из них остается рабочей станцией и становится клиентом для других (например, Father для Child, когда его пользователь хочет послушать музыку или посмотреть фильм).
Устройство
Создание одноранговой локальной сети не зависит от физической топологии. Например, в домашней сети с топологией звезда (центральным хабом) все подключенные устройства остаются равноправными и могут получить доступ к файлам, папкам и принтерам, физически размещенным на любом из компьютеров.
Аналогично рассматриваются схемы с линейной шиной, кольцевым соединением или ячеистой структурой. До тех пор, пока в локальной сети не появится узел, работающий исключительно как сервер, она считается одноранговой.
В рассмотренном примере, домашнюю сеть легко сделать иерархической. Достаточно включить в нее Smart-TV c внешним накопителем, на который перенести мультимедиа файлы. Этот девайс станет файловым (мультимедиа) сервером.
При этом локальная сеть окажется гибридной – для работы с приложениями она останется одноранговой. Именно гибридные структуры сегодня встречаются чаще, чем чистые одноранговые или иерархические ЛВС.
На логическом и информационном уровне этот вид сетей реализует полносвязную топологию – каждый локальный узел работает напрямую с любым другим.
Преимущества и недостатки
Одноранговой ЛВС присущи собственные недостатки и преимущества.
К ее достоинствам относят:
- Децентрализацию сетевого обмена и хранения информации. Это означает, что в сети (по крайней мере, на логическом и информационном уровнях) нет точки критической уязвимости. При выходе из строя одного узла локальная структура сохраняет работоспособность, теряя только доступ к части общих ресурсов. Эту проблему можно решить за счет частичного или полного дублирования информации/функций на других хостах.
- Простоту развертывания системы. В ней нет серверов, требующих скрупулезной настройки и квалифицированного администрирования.
- Гибкость. При необходимости функциональность ЛВС легко расширить, просто добавив оборудование/приложения на рабочие станции и раздав на них права доступа.
- Сложность администрирования. Общие сетевые ресурсы размещаются на хостах. Функции администрирования получает либо локальный пользователь (что небезопасно), либо администратор компьютерной сети, которому приходится работать со всеми ПК в ЛВС.
- Возможность перегрузки отдельных хостов/каналов связи. Ситуация возможна, когда на одном/группе узлов развернуты наиболее интенсивно используемые ресурсы. Количество запросов к этим рабочим станциям и интенсивность обмена увеличивается. В результате требуются рабочие характеристики на уровне серверов.
- Проблемы с масштабируемостью. Расширение сети выполняется достаточно просто, но администрирование и ограничения по производительности ПК/скорости обмена усложняют задачу.
- Недостаточный уровень безопасности из-за отсутствия групповых политик.
Примеры
Простейший пример реализации одноранговой ЛВС – домашняя или офисная сеть. Она строится на любой из операционных систем для локальных ПК – Windows, MacOS, клонах Linux. Однако недостатки такого решения не позволяют эффективно использовать его для объединения более 10-20 компьютеров.
В то же время, принципы одноранговых сетей широко используются для децентрализованных систем, которые трудно назвать локальными. Их используют:
- получающие все большее распространение сети блок-чейн (криптовалют). В них каждое устройство с установленным кошельком становится равноправным узлом, обмен ведется по принципу P2P, а информация дублируется на всех хостах;
- хорошо известные сети торрент-трекеров с похожей организацией.
Таким образом, одноранговая локальная сеть – простое решение для домашней или офисной ЛВС. Эти принципы используются и для построения безопасных децентрализованных глобальных систем.
Одноранговая локальная сеть является наиболее распространенным вариантом создания как домашних, так и корпоративных ЛВС.
Это обусловлено тем, что подобные сети позволяют каждому клиенту (пользователю) в сети самостоятельно управлять различными сетевыми устройствами (например, принтерами).
Кроме того, создание одноранговой сети в большинстве случаев значительно проще (и дешевле) настройки централизованной компьютерной сети с подключением серверов.
Какие сети называются одноранговыми?
Одноранговой сетью называется сеть, в которой все функциональные узлы наделены одинаковым правом доступа к любым сетевым ресурсам.
При этом каждый ПК может напрямую связаться с другим подключенным к сети компьютером, а при отсутствии одного или нескольких сетевых устройств информационный обмен между остальными функциональными узлами не нарушается.
Существует два варианта настройки одноранговой локальной сети:
Несмотря на мнимую схожесть, работают такие сети по-разному:
1. Компьютеры, объединенные между собой посредством одноранговой сети, способны одновременно использовать любые дополнительные ресурсы (в том числе файлы и периферийные устройства). Для этого не требуется наличия каких-либо серверов: по сути, каждый компьютер в сети может выполнять одну из двух ролей (быть клиентом или сервером), в соответствии с которой меняется их функционал.
Роли компьютеров в сети распределяются посредством специальных запросов. Например, одноранговой сетью вполне может быть простая домашняя сеть, состоящая из двух компьютеров и общего принтера. В данном случае способность обмениваться информацией, использовать периферийные устройства и т.д. зависит от настроек сетевой карты обоих компьютеров.
2. Другой возможный вариант создания одноранговой структуры подразумевает совместное использование несколькими компьютерами глобальной сети Интернет. В этом случае передача всей возможной информации осуществляется с помощью специальных приложений, зачастую именуемых клиентами.
Одноранговые приложения также позволяют устройству выступать как в роли сервера, так и клиента. При этом все устройства в сети обладают абсолютно равными возможностями. Однако для работы такой одноранговой сети необходимо, чтобы каждый компьютер предоставлял соответствующий графический интерфейс и запускал фоновую службу.Преимущества и недостатки одноранговой сети
Из достоинств «классической» одноранговой сети также стоит отметить возможность хранения распределенных ресурсов на любом подключенном к сети компьютере. В то время как в локальной сети с выделенным сервером вся необходимая информация должна оставаться на каком-то конкретном устройстве.
Но в любой системы есть ряд «слабых мест». И главный недостаток одноранговых сетей заключается в незащищенности такой структуры – они подвержены «нападкам» разного рода вредоносного ПО (которое целенаправленно или по чистой случайности попало на любой подключенный к сети компьютер).
Дело в том, что в подобной ЛВС для соединения между пользовательскими компьютерами очень редко используется какие-либо защищенные методы (разрешения, регистраторы и т.д.). Таким образом, безопасность одноранговой локальной сети всецело «лежит на плечах» ее пользователей: на каждом ПК следует заблаговременно настроить защиту, право доступа к сети, а также пользовательские аккаунты. А «человеческий фактор» и элементарную некомпетентность рядовых пользователей никто не отменял: соответственно защита информации в такой локальной сети остается весьма условной.
(локальные сети одноранговые и с выделенным сервером)
По административным отношениям между узлами можно выделить локальные сети с централизованным управлением или с выделенными серверами (серверные сети) и сети без централизованного управления или без выделенного сервера (децентрализованные), так называемые, одноранговые (одноуровневые) сети.
Локальные сети с централизованным управлением называются иерархическими, а децентрализованные локальные сети равноправными.
В локальных сетях с централизованным управлением один из компьютеров является сервером, а остальные ПК - рабочими станциями.
Серверы - это высокопроизводительные компьютеры с винчестерами большой емкости и с высокоскоростной сетевой картой, которые отвечают за хранение данных, организацию доступа к этим данным и передачу данных рабочим станциям или клиентам.
Рабочие станции. Компьютеры, с которых осуществляется доступ к информации на сервере, называются рабочими станциями или клиентами.
Одноранговые (одноуровневые или равноправные) локальные сети
В сетях с децентрализованным управлением нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и единого компьютера для хранения данных. Одноранговая локальная сеть – это ЛВС равноправных компьютеров, каждый из которых имеет уникальное имя и, как правило, пароль для входа в него в момент загрузки ОС.
Равноправность ПК означает, что администратор каждого компьютера в локальной сети может преобразовать свой локальный ресурс в разделяемый и устанавливать права доступа к нему и пароли. Он же отвечает за сохранность или работоспособность этого ресурса. Локальный ресурс - ресурс, доступный только с ПК, на котором он находится. Ресурс ПК, доступный для других компьютеров, называется разделяемым или совместно используемым.
Таким образом, одноранговая локальная сеть - это ЛВС, в которой каждая рабочая станция может разделить все или некоторые из ее ресурсов с другими рабочими станциями сети.
Но отсутствие выделенного сервера не позволяет администратору централизовано управлять всеми ресурсами одноранговой локальной сети.
Каждая рабочая станция может выполнять функции, как клиента, так и сервера, т.е. предоставлять ресурсы другим рабочим станциям и использовать ресурсы других рабочих станций.
Одноранговые локальные сети могут быть организованы на базе всех операционных систем – начиная с Windows 95
Достоинства одноранговой локальной сети:
b)слабая защита информации;
c)сложность обновления и изменения ПО рабочих станций.
Серверные локальные сети (многоуровневые или иерархические)
В локальных сетях с централизованным управлением сервер обеспечивает взаимодействия между рабочими станциями, выполняет функции хранения данных общего пользования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту. Клиент обрабатывает полученные данные и предоставляет результаты обработки пользователю. Необходимо отметить, что обработка данных может осуществляться и на сервере.
Локальные сети с централизованным управлением, в которых сервер предназначен только хранения и выдачи клиентам информации по запросам, называются сетями с выделенным файл-сервером. Системы, в которых на сервере наряду с хранением осуществляется и обработка информации, называются системами "клиент-сервер".
Необходимо отметить, что в серверных локальных сетях клиенту непосредственно доступны только ресурсы серверов. Но рабочие станции, входящие в ЛВС с централизованным управлением, могут одновременно организовать между собой одноранговуюлокальную сеть со всеми ее возможностями.
Программное обеспечение, управляющее работой ЛВС с централизованным управлением, состоит из двух частей:
a)сетевой операционной системы, устанавливаемой на сервере;
b)программного обеспечения на рабочей станции, представляющего набор программ, работающих под управлением операционной системы, которая установлена на рабочей станции. При этом на разных рабочих станциях в одной сети могут быть установлены различные операционные системы.
В больших иерархических локальных сетях в качестве сетевых ОС используются UNIX и LINUX, которые являются более надежными. Для локальных сетей среднего масштаба наиболее популярной сетевой ОС является Windows Server.
В зависимости от способов использования сервера в иерархических сетях различают серверы следующих типов:
1. Файловый сервер. В этом случае на сервере находятся совместно обрабатываемые файлы или (и) совместно используемые программы.
2. Сервер баз данных. На сервере размещается сетевая база данных.
3. Принт-сервер. К компьютеру подключается достаточно производительный принтер, на котором может быть распечатана информация сразу с нескольких рабочих станций.
4. Почтовый сервер. На сервере хранится информация, отправляемая и получаемая как по локальной сети.
a) выше скорость обработки данных;
b) обладает надежной системой защиты информации и обеспечения секретности;
Читайте также: