Понятие и история развития компьютерных сетей

Сетевые информационные технологии

Компьютерной (вычислительной) сетью называется совокупность компьютеров (ЭВМ), взаимосвязанных через каналы передачи данных и обеспечивающих пользователей средствами обмена информацией и коллективного использования аппаратных, программных и информационных ресурсов сети.

История развития компьютерных сетей началась в 60-х годах прошлого столетия. Сначала появились многотерминальные системы разделения времени. В таких системах мощная ЭВМ обслуживала одновременно несколько пользователей, имеющих в своем распоряжении терминал (монитор с клавиатурой), с помощью которого он мог вести диалог с ЭВМ. ЭВМ по очереди обрабатывала программы и данные, поступающие с каждого терминала. Терминалы, как правило, рассредоточивались по всему предприятию и функции ввода-вывода информации были распределенными, а ее обработка проводилась только центральной ЭВМ. Подобные многотерминальные централизованные системы внешне напоминали локальные вычислительные сети, до создания которых в действительности нужно было пройти еще большой путь. Затем была решена задача доступа к ЭВМ с терминалов, удаленных от нее на сотни (а то и тысячи) километров. Терминалы в этом случае соединялись с ЭВМ через телефонные линии с помощью модемов. Такие вычислительные сети получили название распределенных или глобальных. Следующим этапом в развитии вычислительных сетей стали соединения не только «терминал — ЭВМ», но и «ЭВМ — ЭВМ». ЭВМ стали обмениваться данными в автоматическом режиме и впервые появились возможности обмена файлами, синхронизации баз данных, использования электронной почты. Иными словами, появились те службы, которые в настоящее время стали традиционными сетевыми сервисами.

Исторически первые компьютерные сети были созданы агентством АRРА по заданию военного ведомства США. В 1969 году министерство обороны США инициировало работы по объединению в единую сеть суперкомпьютеров оборонных и научно-исследовательских центров. Эта сеть, получившая название ARPANET, стала отправной точкой для создания самой известной ныне глобальной сети — Internet.

В 70-х гг. XX века, в связи с развитием микроэлектроники, начался интенсивный процесс распределения вычислительных ресурсов, что впоследствии привело к необходимости обратного объединения всех вычислительных ресурсов в одну систему. Только теперь это объединение происходило уже не на базе одного компьютера, а путем подключения к сети отдельных распределенных компьютеров. Подобные компьютерные сети стали называться локальными компьютерными сетями.

На начальном этапе создания локальных компьютерных сетей для объединения компьютеров использовались самые разнообразные нестандартизированные устройства и программное обеспечение. Создание сети в это время требовало от разработчиков изобретательности и больших усилий. В середине 80-х гг. положение дел в локальных компьютерных сетях стало кардинально меняться в сторону создания стандартных технологий объединения компьютеров в единую сеть. Были разработаны специальные методы и правила обмена информацией между компьютерами, среди которых наиболее известными стали стандарты Ethernet, Toking Ring, FDDI, Arcnet. В этих стандартах были строго регламентированы длина, вид и порядок следования кодов, посылаемых компьютерами в сеть, правила доступа к сети отдельных компьютеров и т.д. Кроме того, в это время начали интенсивно использоваться стандартные персональные компьютеры, которые очень быстро потеснили мини-ЭВМ и мэйнфреймы. Разработанные стандартные сетевые технологии, а также использование персональных компьютеров значительно упростили процесс создания компьютерных сетей. Для создания сети достаточно стало приобрести специальные сетевые платы (сетевые адаптеры) соответствующего стандарта, стандартный кабель со стандартными разъемами и установить на компьютер сетевую операционную систему.

На сегодняшний день основными направлениями использования компьютерных сетей являются следующие:

1. Совместный доступ к аппаратным, программным и информационным ресурсам (использование дисков или только определенных папок и файлов других компьютеров, принтеров, программного обеспечения, баз и банков данных);

2. Предоставление коммуникационных услуг (службы информации, электронная почта, телеконференции и т.д.);

3. Распределенная обработка данных (сети можно использовать для обработки данных на отдельных компьютерах, связанных между собой и представляющих распределенную систему).

В общем случае любая компьютерная сеть состоит из набора трех основных компонентов:

рабочих станций (персональных компьютеров пользователей);

файлового сервера (главного компьютера сети);

сети или средств передачи данных (физической передающей среды и АПД), обеспечивающих обмен информацией между компьютерами.

В частном случае компьютерная сеть может содержать несколько серверов разной степени иерархии или состоять только из двух или более однотипных рабочих станций.

Функциональные возможности сети определяются услугами, которые она предоставляет. Для реализации каждой из услуг сети и доступа пользователя к этой услуге используется сетевое программное обеспечение.

В настоящее время распространены две основные концепции построения сетевого ПО.

Первая концепция ориентирована на предоставление многим пользователям ресурсов главного компьютера сети — файлового сервера. Управление ресурсами файлового сервера и предоставление к ним доступа производится сетевой операционной системой. Ее основная часть находится на файловом сервере, а на рабочих станциях (компьютерах пользователей) устанавливается только небольшая оболочка, выполняющая роль интерфейса между программами, обращающимися за ресурсами к файловому серверу. Рабочие станции используют программы или данные файлового сервера, а также другие его ресурсы (принтер, модем и т.п.). Программы файлового сервера могут использоваться всеми пользователями одновременно, но для выполнения модули этих программ по мере необходимости переносятся на рабочую станцию. При этом вся обработка данных, даже если они являются общими ресурсами и хранятся на файловом сервере, происходит непосредственно на рабочих станциях (очевидно, что для этого файлы, в которых хранятся данные, должны быть перемещены на рабочую станцию).

Во второй концепции, называемой архитектурой «клиент-сервер», ПО не только обеспечивает коллективное использование ресурсов, но и ориентировано на их обработку в местах размещения ресурсов по запросам пользователей. Программные системы архитектуры клиент-сервер состоят из двух частей: программного обеспечения сервера и программного обеспечения пользователя-клиента. Работа организуется следующим образом: программы-клиенты выполняются на компьютере пользователя и посылают запросы к программе-серверу, которая работает на компьютере общего доступа. Основная обработка данных производится мощным сервером, а на компьютер пользователя посылаются только результаты выполнения запроса.

В приложениях глобальных сетей архитектура клиент-сервер является основной. Широко известны Web-серверы, обеспечивающие хранение и обработку гипертекстовых страниц, FTP-серверы, серверы электронной почты и множество других. Клиентские программы перечисленных служб позволяют сформулировать запрос на получение услуги со стороны этих серверов и принять от них ответ.

Дата добавления: 2014-12-16