Systemy operacyjne i sieci komputerowe Sieci równorzędne i klient-serwer Zakres sieci komputerowych

Komunikacja międzyludzka We współczesnym świecie komunikacja odgrywa ważną rolę w przekazywaniu informacji. Komunikujemy się z innymi bezpośrednio za pomocą np. głosu, znaków, gestów; również komunikacja na odległość stała się już codziennością. Wykorzystujemy do komunikacji różne urządzenia techniczne, takie jak telefony stacjonarne i komórkowe, usługi pocztowe, stacje radiowe i telewizyjne. Coraz większą rolę w procesach komunikacji odgrywają sieci komputerowe.

Definicja sieci komputerowej Sieć komputerowa jest systemem komunikacyjnym służącym do przesyłania danych, łączącym co najmniej dwa komputery i urządzenia peryferyjne. Sieć komputerowa to grupa komputerów lub innych urządzeń połączonych z sobą w celu wymiany danych lub współdzielenia zasobów.

Sieci komputerowe umożliwiają współużytkowanie programów i plików, współużytkowanie innych zasobów, takich jak: drukarki, plotery, pamięci masowe, współużytkowanie baz danych, ograniczenie wydatków na zakup stacji roboczych, tworzenie grup roboczych, w których ludzie z różnych miejsc mogą uczestniczyć w tym samym projekcie, wymianę poczty elektronicznej, plików.

Elementy sieci komputerowej Aby sieć mogła funkcjonować, niezbędne są elementy pozwalające na transmisję danych. Elementy te możemy podzielić na: sprzętowe programowe.

Elementy sprzętowe Urządzenia transmisji – nośniki używane do transportu sygnałów biegnących przez sieć do ich miejsc docelowych. Najczęściej stosowanymi nośnikami są kable miedziane i światłowodowe. Nośniki mogą być również niematerialne jak przestrzeń, przez którą są przesyłane światło łub fale radiowe. Urządzenia dostępu – są odpowiedzialne za formatowanie danych w taki sposób, aby nadawały się one do przesyłania w sieci, a także za umieszczanie danych w sieci oraz ich odbieranie. W sieci lokalnej urządzeniami dostępu są karty sieciowe. W sieciach rozległych urządzeniami dostępu są modemy. Urządzenia wzmacniania przesłanych sygnałów – urządzenia, które odbierają przesyłane sygnały, wzmacniają je i wysyłają z powrotem do sieci. W sieciach lokalnych tę funkcję pełni koncentrator, który umożliwia ponadto przyłączanie do sieci wielu urządzeń.

Elementy programowe Protokoły – określają sposoby komunikowania się urządzeń; przykładem protokołu może być TCP/IP. Sterowniki urządzeń – programy umożliwiające działanie urządzeniom, takim jak karty sieciowe. Oprogramowanie komunikacyjne – korzysta ono z protokołów i sterowników do wymiany danych, np. programy do udostępniania zasobów, programy przesyłania plików, programy do obsługi poczty elektronicznej, przeglądarki internetowe itp.

Zasady współdzielenia zasobów Jednym z podstawowych celów tworzenia sieci komputerowych jest współdzielenie zasobów, takich jak pliki lub drukarki. Każdy z takich zasobów musi być udostępniony, to znaczy jego właściciel musi wyrazić zgodę na korzystanie z niego przez innych użytkowników. Komputer, który udostępnia zasoby lub usługi, będzie nazywamy serwerem. Komputer – lub inne urządzenie korzystające z zasobów udostępnianych przez serwer nazywamy klientem.

Podział sieci ze względu na sposób dostępu do zasobów W zależności od tego, jak będzie zorganizowane udostępnianie i korzystanie z udostępnionych zasobów w sieci, możemy mówić o architekturze sieci równorzędnej lub opartej na serwerach (klient-serwer).

Architektura sieci równorzędnej W architekturze równorzędnej (peer-to-peer) każdy użytkownik może jednocześnie udostępniać zasoby swojego komputera oraz korzystać z zasobów innych komputerów. Wszystkie urządzenia w sieci mają taki sam status – żadne z nich nie jest podporządkowane innemu. Użytkownik sam zarządza swoim komputerem i dba o dostęp innych użytkowników do swoich zasobów. Rozwiązanie to jest stosowane w małych sieciach (do 10 komputerów).

Architektura sieci równorzędnej Wszystkie informacje o udostępnionych zasobach i użytkownikach uprawnionych do ich wykorzystania są zapisane na komputerze udostępniającym dany zasób. Jeżeli korzystamy z wielu serwerów, na których jest zapisana lokalnie informacja o zasobach, to na każdym z nich musimy uzyskać prawo do korzystania z zasobów, co oznacza wpisywanie hasła na każdym serwerze. Sieć taka jest tania w budowie, lecz trudna w utrzymaniu i zarządzaniu. Może być zbudowana na podstawie systemów Windows 95/98/XP/Vista/7.

Zalety sieci peer-to-peer Sieci te są w miarę łatwe do wdrożenia i w obsłudze Sieci te są tanie w eksploatacji. Nie wymagają one drogich i skomplikowanych serwerów dedykowanych Sieci typu każdy-z-każdym mogą być ustanawiane przy wykorzystaniu prostych systemów operacyjnych Brak hierarchicznej zależności sprawia, że sieci te są dużo bardziej odporne na błędy aniżeli sieci oparte na serwerach

Wady sieci peer-to-peer Użytkownicy tej sieci muszą pamiętać wiele haseł, zwykle po jednym dla każdego komputera wchodzącego w sieć. Brak centralnego składu udostępniania zasobów zmusza użytkownika do samodzielnego wyszukiwania informacji. Niedogodność ta może być ominięta za pomocą metod i procedur składowania, przy założeniu jednak, że każdy członek grupy roboczej będzie się do nich stosować. Nieskoordynowane i niekonsekwentne tworzenie kopii zapasowych danych oraz oprogramowania. Zdecentralizowana odpowiedzialność za trzymanie się ustalonych konwencji nazywania i składowania plików

Architektura klient-serwer W architekturze klient-serwer (client-server) – istnieje jeden lub więcej komputerów spełniających funkcję serwera. Na serwerze jest zainstalowany sieciowy system operacyjny, umożliwiający realizację zadań serwera. Serwer przechowuje i udostępnia zasoby, np. w postaci plików, zarządza współdzieleniem drukarek oraz przechowuje wspólnie wykorzystywaną bazę danych o zasobach sieci, jej użytkownikach oraz uprawnieniach użytkowników do zasobów.

Architektura klient-serwer Stacja robocza, pełniąca funkcję klienta, komunikuje się z serwerem, korzystając z oprogramowania klienta sieci. Przykładem sieci klient-serwer jest sieć Novell NetWare lub sieć zbudowana na podstawie systemów Windows Server 2000/2003/2008.

Zalety sieci klient-serwer Sieci oparte na serwerach są dużo bezpieczniejsze niż sieci równorzędne ponieważ bezpieczeństwem zarządza się centralnie. Tworzenie kopii zapasowych, może być przeprowadzane stale i w sposób wiarygodny. Sieci oparte na serwerach charakteryzują się większą wydajnością wchodzących w jej skład komputerów, ze względu na to, że z każdego klienta zdjęty jest ciężar przetwarzania żądań innych komputerów. W sieciach opartych na serwerach każdy klient musi przetwarzać jedynie żądania pochodzące wyłącznie od jego głównego użytkownika. Przetwarzaniem żądań innych komputerów zajmuje się serwer, który jest skonfigurowany specjalnie do wykonywania tej usługi. Zwykle serwer cechuje się większą mocą przetwarzania, większą ilością pamięci i większym, szybszym dyskiem twardym niż komputer-klient. Dzięki temu żądania komputerów-klientów mogą być obsłużone lepiej i szybciej. Łatwą sprawą jest również zmienianie rozmiarów sieci serwerowych, czyli ich skalowania. Niezależnie od przyłączonych do sieci klientów, jej zasoby znajdują się bowiem zawsze w jednym, centralnie położonym miejscu. Zasoby te są również centralnie zarządzane i zabezpieczane. Dzięki tym zabiegom wydajność sieci jako całości nie zmniejsza się wraz ze zwiększeniem jej rozmiaru.

Wady sieci klient-serwer Ponoszenie dużych kosztów związanych z zainstalowaniem i obsługą tego rodzaju sieci Wydzielenie stanowiska administratora Uszkodzenie serwera może mieć znaczny i bezpośredni wpływ na praktycznie każdego użytkownika sieci

Podział sieci ze względu na obszar Sieci komputerowe łączą ze sobą odległe komputery. Ze względu na obszar, jaki obejmują swym zasięgiem, przeznaczenie i przepustowość sieci można podzielić na następujące typy: Sieci lokalne LAN (Local Area Network), Sieci miejskie MAN (Metropolitan Area Network), Sieci rozległe WAN (Wide Area Network).

Sieci lokalne LAN Są to sieci łączące użytkowników na niewielkim obszarze (pomieszczenie, budynek), w których jednak prędkość przesyłania danych jest duża. Przykładem sieci lokalnej może być sieć szkolna.

Sieci miejskie MAN Są to sieci o zasięgu miasta, najczęściej szybkie. Umożliwiają połączenia między sieciami lokalnymi uczelni, ośrodków naukowych, organów administracji i centrów przemysłowych.

Sieci rozległe WAN Są to sieci, których zasięg przekracza granice miast, państw i kontynentów. Składają się z węzłów i łączących je łączy transmisyjnych, realizowanych za pomocą publicznej sieci komunikacyjnej, np. telefonicznej, kanałów satelitarnych, radiowych. Dostęp do sieci rozległej uzyskuje się przez dołączenie komputerów lub sieci lokalnych do węzłów sieci. Przykładem sieci rozległej jest Internet.