Rodzaje sieci komputerowych

Tam, gdzie jest więcej komputerów i pracuje przy nich kilka osób, połączenie ich siecią staje się wręcz nieodzowne.

W każdej firmie, która używa więcej niż jednego komputera i urządzeń peryferyjnych, wszystkie komputery powinny być połączone w sieć. Gdy liczba komputerów przekracza pięć lub gdy wymaga tego specyfika pracy w firmie, celowe może być zastosowanie specjalizowanego, wydzielonego komputera do zarządzania siecią, czyli serwera. Wówczas sieć pracuje pod kontrolą dedykowanego systemu operacyjnego; czy to będzie NetWare, Windows NT, czy Unix lub pochodne -- zależy już od potrzeb i możliwości użytkownika.

Typy sieci komputerowych

• Sieć hierarchiczna

• Oddzielne komputery osobiste

• Terminale inteligentne połączone w sieć

Korzyści z użytkowania sieci LAN

Po pierwsze - odpowiednio uprawnione działy korzystają z tych samych danych, krążących po sieci. Na przykład: szef firmy może znać codziennie uaktualniane wyniki finansowe, dzięki temu, że pobiera sobie bezpośrednio z księgowości odpowiednie pliki. Zna na bieżąco stan przychodów, wydatków -- wszystko, co ułatwia mu podjęcie decyzji. Księgowość może zaś sprawnie obrabiać te dane dzięki temu, że odpowiednie informacje -- za pośrednictwem sieci -- spływają na bieżąco z poszczególnych działów firmy.

Inna rzecz - wspólne drukowanie. Dajmy na to, że w firmie pracuje dziesięć komputerów, z czego właściciele trzech muszą regularnie korzystać z drukarki. Jeśli komputerów nie połączymy siecią, to albo musimy kupić trzy drukarki, albo założyć, że dwóch -- spośród trzech potrzebujących -- będzie musiało wciąż przeszkadzać "szczęśliwcowi", który akurat ma podłączoną drukarkę do swojego komputera. W sieci może natomiast być tylko jedna drukarka i nikt nikomu nie będzie przeszkadzał. System sieciowy przyjmie od wszystkich użytkowników "zamówienia" na druk i tak je rozrządzi, że bez konieczności przerywania pracy komukolwiek, po kolei, wszystko zostanie wydrukowane. Wiele firm stosuje więc na przykład taką metodę, że każdy dział ma swoją drukarkę. Dajmy na to -- jest pięćdziesiąt komputerów połączonych w sieć w firmie, składającej się z pięciu działów. Mamy tedy pięć drukarek, zamiast -- w najlepszym wypadku -- kilkunastu. W podobny sposób można uwspólnić wszystko: modem, faks komputerowy...

Drukowanie jakichkolwiek dokumentów w sieci przebiega w sposób nieco odmienny od wykonywania wydruków na drukarce podłączonej bezpośrednio do komputera. Pozornie po zainstalowaniu sieci nic się nie zmienia. Drukarka jest widoczna w systemie operacyjnym na danym komputerze (przynajmniej powinno tak być w przypadku, gdy użytkownik ma uprawnienia do drukowania), wszelkie zaś aplikacje umożliwiające wydruk tworzonych za ich pośrednictwem prac bezproblemowo powinny współpracować z drukarką sieciową.

Termin drukarka sieciowa nie oznacza bynajmniej jakiegoś specjalnie przystosowanego do sieci urządzenia drukującego. Zwykle funkcję tę pełni drukarka podłączona do jednego z komputerów w sieci, który oprócz tego, że jest stacją roboczą, odgrywa rolę serwera druku (print serwer). Istnieją oczywiście drukarki z wbudowanym gniazdem sieciowym (a właściwie kartą sieciową), co pozwala podłączyć drukarkę jako kolejne urządzenie sieciowe, tego typu rozwiązania są jednak zazwyczaj droższe od zwykłych drukarek.

W wyniku współdzielenia drukarki w sieci dostęp do niej mogą mieć wszyscy użytkownicy (ewentualnie ci, którzy mają odpowiednie uprawnienia sieciowe), jednak oczywiste jest, że drukarka może obsłużyć naraz tylko jedno zlecenie (innymi słowy: drukuje jedną kartkę). Dlatego też, aby uniknąć sytuacji, kiedy użytkownicy musieliby uzgadniać między sobą, kto w danej chwili zamierza skorzystać z drukarki (pozornie wydaje się to bezsensowne, jednak taka sytuacja występuje, gdy np. drukarka jest podłączona do dwóch komputerów za pośrednictwem rozdzielacza), stosuje się mechanizm zwany kolejką wydruku. Polega to na tym, że w wyniku wysłanego przez użytkownika żądania wydrukowania danego dokumentu tworzony jest tymczasowy zbiór danych zwany zadaniem druku (print job), który z kolei wędruje do serwera wydruku, gdzie jest umieszczany w kolejce. Po przyjęciu zadania (lub zadań) druku do kolejki serwer wysyła kolejno zadania na drukarkę.

Określenie "wysyłane kolejno" jest tutaj pewnym uproszczeniem. Istotnie, najczęściej użytkownicy mają względem danej drukarki sieciowej równorzędne uprawnienia sieciowe. Niektóre pakiety sieciowe umożliwiają jednak skonfigurowanie sieci w taki sposób, by uprzywilejowani użytkownicy otrzymywali wydruk szybciej niż pozostali, czyli innymi słowami - ich zadania wydruku ustawianie są priorytetowo na początku
kolejki bez względu na czas ich powstania. Wykorzystywanie mechanizmu kolejki powoduje, że z punktu widzenia użytkownika stacji roboczej w pewnych sytuacjach może się wydawać, że druk - a właściwie samo wysyłanie pliku na drukarkę, a tym samym zwolnienie zasobów komputera do dalszej pracy - przebiega szybciej. Wynika to z faktu, że dane do wydruku nie są przesyłane przez stosunkowo powolny port równoległy, lecz kartę sieciową stanowiącą zwykle szybszy interfejs przesyłu danych. Jednak od wykonania polecenia "Drukuj" do uzyskania kartki zadrukowanej żądanym dokumentem może upłynąć czas nawet sporo dłuższy niż podczas wydruku lokalnego.

Mała sieć

Systemy sieci peer-to-peer

Nie zawsze potrzebna jest sieć z serwerem i wtedy stosuje się prostsze rozwiązanie -- peer-to-peer. W tego typu sieciach nie ma osobnego serwera, natomiast jego funkcje po trochu przejmują na siebie wszystkie połączone w sieć maszyny.

Sieć peer-to-peer jest mniej wydajna i bardziej kłopotliwa w obsłudze, niż sieć z serwerem. To fakt. Z drugiej strony jednak, tam gdzie nie jest to konieczne, zakładanie sieci serwerowej jest po prostu nieopłacalne. Zwłaszcza, że infrastruktura sieci, czyli osprzęt i okablowanie pozostają takie same, niezależnie od stosowanego sieciowego systemu operacyjnego. Zawsze -- w razie potrzeby -- można więc wydzielić osobny serwer i rozbudować działającą sieć peer-to-peer w bardziej skomplikowany system, bez konieczności wymiany okablowania.

W zasadzie można powiedzieć, że osobne systemy sieciowe peer-to-peer dla PC mają na rynku coraz mniejsze znaczenie. Niezbyt udany system-nakładka NetWare Lite, zastąpiony później przez Personal NetWare, wbudowany jest wprawdzie w system operacyjny Novell DOS, ale... Pomijam już, że nie jest to rozwiązanie najlepsze z możliwych, aczkolwiek ma swoje zalety. Używanie Novell DOS-a z Personal NetWare sensowne jest jednak tylko na komputerach, których właściciele nie mają zamiaru przejść -- choćby w przyszłości -- do Windows 95. Po przejściu na ten system, Novell DOS zniknie (co gorsza, o czym może nie wszyscy wiedzą, nie da się wtedy skonfigurować PC na multiboot), a wraz z nim zniknie i Personal Net-Ware.

Rodzaje sieci komputerowych

LAN (Local Area Network) - lokalna sieć komputerowa. Jest to sieć zawierająca od 2 do około 100 komputerów połączonych ze sobą na małym obszarze geograficznym np. w jednym budynku lub pokoju (przykład: sieć lokalna w pracowni szkolnej).

WAN (Wide Area Network) - rozległa sieć komputerowa. Jest to sieć łącząca różne sieci LAN na większym obszarze geograficznym np. miasta (przykład: Trójmiejska Akademicka Sieć Komputerowa) lub całego świata np. Internet.

Podstawowe usługi sieciowe to m.in.:

• używanie programów zainstalowanych na innych komputerach,

• wykorzystanie baz danych komputerów rozproszonych po całym świecie,

• przesyłanie informacji (danych) w postaci tekstów, obrazów, dźwięków,

• poczta elektroniczna,

• używanie obcych drukarek, skanerów dołączonych do innych komputerów

Topologie sieci LAN

Topologia to sposób połączenia stacji roboczych w sieci lokalnej.

Wyróżniamy 5 topologii sieci lokalnych LAN:

1. szynowa (bus),

2. pierścieniowa (ring),

3. gwiaździsta (star),

4. drzewiasta (tree).

5. mieszana

1). Topologia szynowa (zwana też magistralową)

Jedna z topologii fizycznych sieci komputerowych charakteryzująca się tym, że wszystkie elementy sieci są podłączone do jednej magistrali (zazwyczaj jest to kabel koncentryczny). Większość topologi logicznych współpracujących z topologią magistrali wychodzi z użytku (wyjątkiem jest tutaj 10Base-2, który nadal może znaleźć zastosowanie).

2). Topologia pierścieniowa

Ring - metoda tworzenia sieci LAN opracowana przez firmę IBM w latach 70-tych, dziś powoli wypierana przez technologię Ethernetu. Szybkość przesyłania informacji w sieciach Token Ring wynosi 4 lub 16 Mb/s.

W oryginalnej IBM-owskiej sieci Token-Ring stacje robocze podłacza się bezpośrednio do urządzeń MAU (ang. Multistation Access Unit), które z kolei łaczy się ze sobą tak, by tworzyły jeden duży pierścień.

Wykorzystuje technikę przekazywania "żetonu" (ang. Token-Passing), stosowaną również w technologii FDDI. Stacja, która ma wiadomość do nadania, czeka na wolny żeton. Kiedy go otrzyma, zmienia go na żeton zajęty i wysyła go do sieci, a zaraz za nim blok danych zwany ramką (frame). Ramka zawiera część komunikatu (lub cały komunikat), który miała wysłać stacja. Zastosowanie systemu sterowania dostępem do nośnika za pomocą przekazywania żetonu zapobiega wzajemnemu zakłócaniu się przesyłanych wiadomości i gwarantuje, że w danej chwili tylko jedna stacja może nadawać dane.

3). Topologia gwiaździsta

Topologia gwiazdy (ang. star) - sposób połączenia komputerów w sieci komputerowej, charakteryzująca się tym, że kable sieciowe połączone są w jednym wspólnym punkcie, w którym znajduje się koncentrator lub przełącznik.

Topologia gwiazdy zawiera serwer i łączący do niego pozostałe elementy sieci hub (koncentrator). Większość zasobów znajduje się na serwerze, którego zadaniem jest przetwarzać dane i zarządzać siecią. Pozostałe elementy tej sieci nazywamy terminalami - korzystają one z zasobów zgromadzonych na serwerze. Same zazwyczaj mają małe możliwości obliczeniowe. Zadaniem huba jest nie tylko łączyć elementy sieci, ale także rozsyłać sygnały, a także wykrywać kolizje w sieci. Nadawane przez hub sygnały samoczynnie znikają.

W tej topologii wykorzystuje się skrętkę, gdyż dzięki zastosowaniu koncentratora ruch pomiędzy serwerem a terminalami jest mały. Awaria jednej stacji nie wpływa na działanie całej sieci, lecz uszkodzenie huba uniemożliwia jej działanie. Znalezienie uszkodzeń w sieci jest bardzo łatwe. Prędkość transmisji zależy od szybkości centralnego komputera. Wadą jest duża liczba kabli i ograniczenie odległości komputera od huba (ok. 100 m).

4). Topologia drzewiasta

Topologia drzewiasta - "tree" Topologia drzewiasta zwana inaczej hierarchiczną gwiazdą, stosowana jest w sieciach w całości opartych na skrętce. Budowa sieci jest podobna do topologi gwiazdy, z tą róznicą, że na jej zakończeniach zamiast stacji roboczych mogą być przyłączone kolejne koncentratory do krórych przyłączamy kolejne stacje. Dzieki temu możemy budować naprawdę duże i wydajne sieci.

5. Topologia mieszana

Topologia ta jest połączeniem topologi gwaizdy i magistrali. Zasada budowy takiej sieci jest prosta. Polega na tym, że koncentratory sieci zbudowanych w gwiazdę łączonę są ze sobą w magistralę. Do magistrali tej można podpinać również stacje robocze. Pozwala to na budowę sieci o dosyć dużych odległośiach pomiędzy koncentratorami.

Typy sieci LAN

Wyróżniamy 2 podstawowe typy sieci lokalnych LAN:

• serwer - klient,

• peer- to -peer.

serwer - klient (serwer udostępnia swoje zasoby, a klient korzysta z nich). Architektura sieci bądź oprogramowania, w której występuje podział na stronę określoną jako klient i zlecającą pewną usługę (np. dostęp do bazy danych) oraz stronę nazywaną serwerem, której zadaniem jest realizacja tej usługi.

W oparciu o model klient-serwer projektowana jest dzisiaj większość sieci komputerowych. Został on także wbudowany w grupę podstawowych protokołów Internetu TCP/IP.

Serwer przechowuje dane, przyjmuje zgłoszenia od klientów i realizuje dostęp do pewnego zasobu. Zadaniem klienta jest ułatwienie użytkownikowi sieci jego pracy. Współczesne aplikacje klienckie wyposażone są w wygodne w obsłudze interfejsy graficzne.

Przeglądarka WWW, z jakiej przeciętny użytkownik Sieci korzysta w swojej pracy jest przykładem klienta pobierającego informacje (dokumenty HTML oraz osadzone w nich pliki), które pozostają w dyspozycji serwera internetowego. Możliwa jest również sytuacja, w której dana aplikacja jest jednocześnie klientem w stosunku do innego programu oraz serwerem dla innych. Inna odmiana architektury C/S to klient-multi-serwer, w której klient może zwracać się ze zleceniami obsługi do wielu serwerów.

peer- to peer (równorzędny do równorzędnego, tj. każda komputer może być równocześnie serwerem i klientem). Model komunikacji w sieci komputerowej, który gwarantuje obydwu stronom równorzędne prawa (w przeciwieństwie do modelu klient-serwer).

W sieciach P2P, każdy komputer może jednocześnie pełnić zarówno funkcję klienta, jak i serwera. W najpopularniejszej implementacji modelu P2P, jaką są programy do wymiany plików w Internecie każdy węzeł sieci (czyli komputer użytkownika) odgrywa rolę serwera przyjmując połączenia od innych użytkowników danej sieci, jak i klienta, łącząc się i pobierając dane z innych maszyn działających w tej samej sieci. Wymiana danych jest zawsze prowadzona bez pośrednictwa centralnego serwera. Sieć P2P charakteryzuje się także płynną strukturą, która zmienia się w zależności od tego jakie komputery są w niej aktualnie zalogowane.

Korzyści stosowania sieci komputerowych.

WSPÓŁUŻYTKOWANIE SPRZĘTOWYCH ZASOBÓW SIECI. Zasoby sieci obejmują np. drukarki, plotery oraz urządzenia pamięci masowej. Sieć zapewnia łącza komunikacyjne, pozwalające użytkownikom współdzielić te urządzenia.

WSPÓŁUŻYTKOWANIE BAZ DANYCH. System zarządzania bazami danych jest idealną aplikacją dla sieci. Możliwość blokowania rekordów pozwala wielu użytkownikom na jednoczesny dostęp do pliku bez niszczenia danych. Blokowanie rekordów umożliwia jednoczesną edycję rekordu wyłącznie jednemu użytkownikowi.

WSPÓŁUŻYTKOWANIE PROGRAMÓW I PLIKÓW. Sieciowe wersje dużej części oprogramowania dostępne są w rozsądnej cenie. Program i jego pliki danych przechowywane są w serwerze plików, a dostęp do nich ma wielu użytkowników sieci.

OGRANICZENIE WYDATKÓW NA ZAKUP KOMPUTERÓW. Sieci umożliwiają zakup niedrogich, bezdyskowych stacji roboczych, które - do przechowywania danych - wykorzystują napędy dysków twardych serwera. Jest to sposób na zwiększenie liczby komputerów przy ograniczeniu kosztów.

GRUPY ROBOCZE. Sieć pozwala stworzyć grupy użytkowników, niekoniecznie pracujących w tym samym dziale. Ułatwia to tworzenie nowych struktur poziomych, w których ludzie z różnych i odległych wydziałów uczestnicząca jednym projekcie.

POCZTA ELEKTRONICZNA. Poczta elektroniczna (E-mail) pozwala użytkownikom na łatwe komunikowanie się. Wiadomości umieszczane są w "skrzynkach pocztowych", umożliwiając w ten sposób ich odczyt w dowolnym czasie.

- 10 -

---