Одноранговая компьютерная сеть и сеть с выделенным сервером

Сравнение

Главное отличие сети с выделенным сервером от одноранговой сети — в наличии ведущего компьютера ЛВС, выполняющего основной объем функций по обслуживанию сети и поддержанию ее функциональности. В одноранговых сетях вычислительные операции распределяются между всеми ПК, которые подключаются к ЛВС.

Стоит отметить, что классификация сетей на те, что обслуживаются выделенным сервером, и одноранговые в целом применима в отношении не только ЛВС, но также и интернета.

Например, существуют специализированные файловые серверы, на которых размещаются данные для последующего скачивания пользователями. Есть хостинговые серверы, обеспечивающие стабильную работу сайта и обрабатывающие программные скрипты управления веб-страницами. И те и другие являются компонентами сетей первого типа — хотя и очень масштабных, поскольку выполняют основной объем вычислительных операций. Подключающиеся к ним ПК (через браузер или иную коммуникационную программу) не выполняют существенных по объему вычислительных операций, связанных с обменом данными. В свою очередь, есть так называемые пиринговые сети, в которых нет ведущих серверов (либо их роль ограничена). Вычислительные функции, а также трафик в рамках данных сетей распределяются между ПК, которые к ним подключаются.

Есть одноранговые интернет-сети, использующиеся для распределенных вычислений, есть те, на основе которых работают финансовые сервисы (например, Bitcoin), есть файлообменные. Таким образом, данный формат цифровых коммуникаций имеет очень высокую востребованность на практике, если говорить об интернет-проектах.

Узнав, в чем разница между сетью с выделенным сервером и одноранговой сетью, впишем основные выводы в таблицу.

Модель OSI. Верхние уровни

Сети на основе сервера

Серверы специально оптимизированы для быстрой обработки сетевых запросов на разделяемые ресурсы и для управления защитой файлов и каталогов. При больших размерах сети мощности одного сервера может оказаться недостаточно, и тогда в сеть включают несколько серверов. Серверы могут выполнять и некоторые другие задачи: сетевая печать, выход в глобальную сеть, связь с другой локальной сетью, обслуживание электронной почты и т.д. Количество пользователей сети на основе сервера может достигать нескольких тысяч. Одноранговой сетью такого размера просто невозможно было бы управлять. Кроме того, в сети на основе серверов можно легко менять количество подключаемых компьютеров, такие сети называются масштабируемыми.

В любом случае в сети на основе сервера существует четкое разделение компьютеров на клиентов (или рабочие станции) и серверы. Клиенты не могут работать как серверы, а серверы – как клиенты и как автономные компьютеры. Очевидно, что все сетевые дисковые ресурсы могут располагаться только на сервере, а клиенты могут обращаться только к серверу, но не друг к другу. Однако это не значит, что они не могут общаться между собой, просто пересылка информации от одного клиента к другому возможна только через сервер, например, через каталог, доступный всем клиентам. В данном случае реализуется некоторая «логическая звезда» с сервером в центре, хотя физическая топология сети может быть любой.

Примеры некоторых сетевых программных средств на основе сервера:

В процессе установки Windows Server 2003 необходимо задать тип протокола сети. По умолчанию используется TCP/IP, но возможно применение NWLink (IPX/ SPX ).

Каждому серверу необходимо назначить роль, которую он будет выполнять в сети:

Каждому пользователю сети необходимо присвоить свое учетное имя и пароль, а также права доступа к ресурсам (полномочия). Права доступа могут задаваться как индивидуально, так и целой рабочей группе пользователей. Windows Server 2003 обеспечивает следующие виды полномочий для папок:

Те же самые уровни полномочий (кроме просмотра содержимого) предусмотрены и для файлов, доступных по сети.

Отличительной особенностью сетевых программных средств Novell всегда была их открытость, то есть совместимость с операционными системами различных фирм: Windows, UNIX, Macintosh, OS/2. Кроме того, они всегда обеспечивали возможность работы с аппаратными средствами практически всех известных производителей. Это позволяет строить на их основе сети из разнообразных абонентов – от самых простых до самых сложных.

Все сетевые продукты NetWare допускают подключение бездисковых рабочих станций (клиентов), что позволяет при необходимости значительно снизить стоимость сети. Во всех продуктах предусмотрена поддержка сетевых мостов.

Продуктам Novell NetWare присущи и недостатки, например, их стоимость для небольших сетей оказывается достаточно высокой по сравнению с ценой продуктов других производителей. Кроме того, их установка сравнительно сложна, но они уже стали фактическим стандартом, поэтому их позиции на рынке довольно прочны.

Рассмотрим кратко особенности сетевой ОС Novell NetWare 6.5.

Как и в случае Microsoft Windows Server 2003, Novell NetWare 6.5 требует создания древовидной иерархической структуры, включающей в себя сетевые деревья, серверы, пользователей, группы и прочие объекты.

Novell NetWare 6.5 предусматривает обязательное разбиение жестких дисков с использованием собственной системы хранения файлов NSS (Novell Storage Services), которое требует создания логических разделов (Volumes) на диске. Это позволяет серверу более эффективно решать сетевые задачи.

Для каждого сервера сети надо выбрать один из трех типов:

На компьютеры-клиенты следует установить клиентское программное обеспечение. Это сравнительно простая процедура.

Предусмотрены следующие виды доступа к файлам и каталогам (папкам):

Преимущества и недостатки сетей с выделенным сервером

К преимуществам сетей с выделенным сервером необходимо отнести высокий уровень быстродействия и возможность обеспечения надежной защиты данных. Еще одним преимуществом является отсутствие каких-либо ограничений на количество используемых станций. Также не стоит забывать и о простоте управления подобным сетями.

Сети с выделенным сервером имеют и несколько недостатков. Во-первых, выделение отдельных физических компьютеров способствует увеличению расходов. Во-вторых, быстродействие сети во многом зависит от работы сервера. В-третьих, одноранговая сеть отличается большей гибкостью.

9.2. Сеть с выделенным сервером

В сети с выделенным сервером один из компьютеров выполняет функции хранения данных, предназначенных для использования всеми рабочими станциями, управление взаимодействием между рабочими станциями и ряд сервисных функций. Такой компьютер обычно называют сервером сети. На нем устанавливается сетевая операционная система, к нему подключается все разделяемые внешние устройства (Принтеры модемы и т.д.). Взаимодействие между рабочими станциями в сети осуществляется через сервер. Логическая организация такой сети может быть представлена топологией «звезда». Роль центрального устройства выполняет сервер. Сети на основе сервера способны поддерживать тысячи пользователей. Сетями такого размера, будь они одноранговые, было бы невозможно управлять. Основным аргументом при выборе сети на основе сервера является, как правило, защита данных. В таких сетях проблемами безопасности может заниматься один администратор, он формирует политику безопасности и применяет в отношении каждого пользователя сети. В сетях с централизованным управлениям существует возможность обмена информации между рабочими станциями, минуя файл – сервер.

Одноранговые лвс

В одноранговых сетях любой компьютер может быть и файловым сервером, и рабочей станцией одновременно. Преимущество одноранговых сетей заключается в том, что нет необходимости копировать все используемые сразу несколькими пользователями файлы на сервер. В принципе любой пользователь сети имеет возможность использовать все данные, хранящиеся на других компьютерах сети, и устройства, подключенные к ним. Основной недостаток работы одноранговой сети заключается в значительном увеличении времени решения прикладных задач. Это связано с тем, что каждый компьютер сети отрабатывает все запросы, идущие к нему со стороны других пользователей. Следовательно, в одноранговых сетях каждый компьютер работает значительно интенсивнее, чем в автономном режиме.

Затраты на организацию одноранговых вычислительны сетей относительно небольшие. Однако при увеличении числа рабочий станций эффективность их использования резко уменьшается. Пороговое значение числа рабочих станций составляет, по оценкам фирмы Novell, 25-30. Поэтому одноранговые сети используются только для относительно небольших рабочих групп.

Принцип работы сетей с выделенным сервером

Основный принцип работы данной сети заключается в том, что в ее рамках могут использоваться несколько выделенных серверов:

Файловые серверы необходимы для хранения любых файлов в едином хранилище. За счет этого в сетях с выделенным сервером существенно упрощается процедура резервного копирования данных.

Коммуникационные серверы применяются для регулирования потока сообщений между удаленными пользователями (или мейнфреймами). Сервер печати предназначен для управления сетевым принтером. Он отвечает за выделение необходимого места для буферизации задания для печати и установки его в очередь. А вот сервер приложений используется для работы с прикладной частью клиент-серверных программ и хранения данных о пользователях этих приложений.

Как устроена сеть с выделенным сервером?

Подключение к одноранговой сети более чем 10 пользователей ограничит доступный диапазон ресурсов. Именно поэтому большинство сетей используют выделенные сервера. Под этим понятием подразумевается физический компьютер, который работает исключительно как сервер. Такие компьютеры оптимизированы для оперативной обработки запросов и управления данными.

Сеть с выделенным сервером представляет собой локальную вычислительную сеть с централизованными сетевыми устройствами, которые находятся под управлением одного или нескольких серверов. Сегодня сети с выделенным сервером принято считать промышленным стандартом.

Витая пара для прокладки локальных сетей в офисе

Витая пара – это два скрученных провода, которые изолированы друг от друга пластиком и покрыты пластиковой оболочкой. В одном проводе может быть несколько таких пар. В офисной локальной сети обычно используются провода на две или четыре пары.

Есть много видов витой пары, но мы не будем грузить вас непонятными терминами

В условиях обычного офиса стоит обратить внимание всего на два нюанса:

1. Количество пар. Нам подойдет только два типа – с двумя парами или с четырьмя парами:
   • 2 пары передают до 100 Мбит/сек. (для обычного гнезда)
   • 4 пары передают до 1000 Мбит/сек. (для скоростного гнезда)
2. Экранирование. Это редкая ситуация, но её стоит осветить. Если у вас техническое помещение и поблизости есть очень мощные силовые кабели, то стоит использовать экранированные провода. Существует разная степени экранирования и тут лучше посоветоваться с электриком, чтобы понять, какую защиту от помех стоит использовать именно вам.

Как удобно отмерять кабель

Для удобства, на кабеле есть отметки длины. Чтобы отмерять кабель нужного размера, вы смотрите цифру на конце провода, прибавляете к ней нужный вам метраж и вытягиваете кабель до тех пор, пока не встретите нужную цифру, а затем отрезаете.

В некоторых случаях для экономии провода используют один провод с четырьмя парами для подключения двух рабочих станций. Провод проводят к месту между двумя рабочими станциями и ставят двойную Ethernet розетку. Две пары из этого провода используют для одного гнезда этой розетки, а вторые две пары используют для второго гнезда.

На деле же не рекомендуется для рабочей станции проводить провод с двумя витыми парами, лучше протягивать к каждой рабочей станции отдельный провод по четыре витых пары, так как если вдруг вам на этом месте потребуется сделать высокоскоростное соединение, например для работы с базами 1С бухгалтерия, то вам не придется заменять провода.

Ну и по опыту известно, что когда используешь провода на две пары, обмен данными происходит медленнее, чем когда используешь четырёхпарный провод. Иными словами, в некоторых ситуациях он может не дотягивать до 100 Мбит/сек., а давать меньшую скорость.

Кабели в отдел бухгалтерии

Отдельно скажем пару слов про Бухгалтерские кампании и отдел бухгалтерии. У данной категории пользователей очень большой объем запрашиваемой информации к серверу, регулярные перекачивания и обновления баз. Им обязательно необходимо ставить:

• На рабочей станции сетевые платы на 1000 Мбит/сек.
• В коммутаторе выделять отдельное гнездо на 1000 Мбит/сек.
• Провод с четырьмя парами.

Иначе вы будете наблюдать как бухгалтер допивает очередную чашку кофе или нервно ругается на окружающих из-за медленного компьютера.

Интересный факт: На проводе витой пары есть маркировка длины кабеля через каждый метр. Это сделано для того, чтобы отмерять длину. Например, вы видите на проводе цифру 125м., а вам надо отмерять 12 метров. Вы тянете провод пока не увидите цифру 137 метров и отрезаете.

1. Не проводите витую пару вместе с силовыми проводами 220В. На это есть две причины.
   • Пожарная безопасность. Возможно возгорание.
   • Возможные помехи от силового кабеля. В идеале, расстояние между силовым проводом и витой парой должно быть 20см. На деле, когда мы говорим о бытовых нагрузках, помехи, создаваемые проводом на 220В недостаточны для того, чтобы повлиять на сигнал витой пары.
2. При прокладке кабеля, угол, на который можно изгибать кабель витой пары — это 10 диаметров провода. Например, диаметр нашего провода 5мм, 5*10=50мм. То есть, мы берем окружность с диаметром 55мм и гнём кабель по его окружности. Хотя на практике это очень часто нарушается, стоит всё же максимально придерживаться этого правила. Углы в 180 градусов вообще не допустимы.
3. Кабель от узла до узла должен быть не более 90 метров, так как при большей длине появятся помехи в сигнале.

Что такое NAT?

Несколько диапазонов отданы под “серые” ip-адреса. К ним относят: 192.168.0.0 – 192.168.255.255 (маска 255.255.0.0), 10.0.0.0 – 10.255.255.255 (маска 255.0.0.0) и другие.

Подробное описание есть в стандарте RFC 1918. Всего таких диапазонов выделяют 4, конкретная подсеть может использовать только часть адресов. В глобальной сети эти IP не занимают никакими сайтами, чтобы пользователям частных сетей не испытывали проблем с доступом к каким-либо ресурсам.

Если пользователь попытается узнать средствами системы собственный адрес, а после обратится на специальный сайт для проверки IP, то результат, в большинстве случаев, будет отличаться. Дело в том, что компьютер работает с “серым” адресом полученным от роутера, а сайт видит конечный IP (публичный “белый” адрес принадлежащий провайдеру) с которым пакет выходит из всех подсетей.

Противоположность “серым” ip-адресам существуют “белые”. Первые распределяются маршрутизаторами между устройствами локальной сети и не видны из сетей более высокого уровня. Если требуется установить связь с компьютером из вне, то без “белого” ip не обойтись.

Механизм NAT позволяет исключить проблему нехватки IP-адресов. Поскольку позволяет создавать множество подсетей с собственной топологией. В мире существует бессчетное множество частных сетей с IP 192.168.1.0, но благодаря преобразованию NAT они не мешают друг другу. При том одна подсеть может быть частью другой. Многоуровневая вложенность допустима при создании связей между устройствами.

9.2. Сеть с выделенным сервером

В сети с выделенным сервером один из компьютеров выполняет функции хранения данных, предназначенных для использования всеми рабочими станциями, управление взаимодействием между рабочими станциями и ряд сервисных функций. Такой компьютер обычно называют сервером сети. На нем устанавливается сетевая операционная система, к нему подключается все разделяемые внешние устройства (Принтеры модемы и т.д.). Взаимодействие между рабочими станциями в сети осуществляется через сервер. Логическая организация такой сети может быть представлена топологией «звезда». Роль центрального устройства выполняет сервер. Сети на основе сервера способны поддерживать тысячи пользователей. Сетями такого размера, будь они одноранговые, было бы невозможно управлять. Основным аргументом при выборе сети на основе сервера является, как правило, защита данных. В таких сетях проблемами безопасности может заниматься один администратор, он формирует политику безопасности и применяет в отношении каждого пользователя сети. В сетях с централизованным управлениям существует возможность обмена информации между рабочими станциями, минуя файл – сервер.

Операционные системы в сетях

В сетях с выделенными серверами используют серверное и клиентское программное обеспечение. Это относится как к прикладным программам, так и к операционным системам.

В качестве клиентских функционируют все современные ОС:

• Windows;
• клоны Unix и Linux;
• macOS;
• iOS и Android для мобильных терминалов.

Серверные операционные системы должны обеспечивать:

• адресацию узлов и передачу информацию между ними и парами клиент-север;
• поддержание работы сетевых служб и северных прикладных приложений;
• безопасность информации и трафика;
• управление учетными записями, локальными машинами и узами сети.

Соответственно, к ним предъявляются и жесткие требования по:

• масштабируемости – расширение инфраструктуры не должно требовать перехода с одной версии ОС на другую;
• переносимости – при изменении аппаратной платформы ОС на сервере должна сохранять работоспособность;
• совместимости – используемые в ЛВС прикладные программы должны запускаться даже при переводе выделенного сервера на новую ОС;
• безопасности, надежности, устойчивости к отказам и внешним атакам;
• производительности, достаточной для обработки запросов клиентов даже при значительном расширении сети.

Этим критериям соответствуют все операционные системы, используемые сегодня для сетей с выделенными серверами:

• Windows Server (все версии);
• клоны Linux – Ubuntu, Debian, RadHat, CentOS, KaliLinux и др.;
• Unix системы, такие как FreeBSD, PosIX, NeXTSTEP, Solaris.;
• продукты – Novell Netware, Open Enterprise Server.

9.2. Сеть с выделенным сервером

В сети с выделенным сервером один из компьютеров выполняет функции хранения данных, предназначенных для использования всеми рабочими станциями, управление взаимодействием между рабочими станциями и ряд сервисных функций. Такой компьютер обычно называют сервером сети. На нем устанавливается сетевая операционная система, к нему подключается все разделяемые внешние устройства (Принтеры модемы и т.д.). Взаимодействие между рабочими станциями в сети осуществляется через сервер. Логическая организация такой сети может быть представлена топологией «звезда». Роль центрального устройства выполняет сервер. Сети на основе сервера способны поддерживать тысячи пользователей. Сетями такого размера, будь они одноранговые, было бы невозможно управлять. Основным аргументом при выборе сети на основе сервера является, как правило, защита данных. В таких сетях проблемами безопасности может заниматься один администратор, он формирует политику безопасности и применяет в отношении каждого пользователя сети. В сетях с централизованным управлениям существует возможность обмена информации между рабочими станциями, минуя файл – сервер.

Устройство локальной сети

Существуют два вида архитектуры сети: одноранговая (Peer-to-peer) и клиент/ сервер (Client/Server), На данный момент архитектура клиент/сервер практически вытеснила одноранговую.

Если используется одноранговая сеть, то все компьютеры, входящие в нее, имеют одинаковые права. Соответственно, любой компьютер может выступать в роли сервера, предоставляющего доступ к своим ресурсам, или клиента, использующего ресурсы других серверов.

В сети, построенной на архитектуре клиент/сервер, существует несколько основных компьютеров — серверов. Остальные компьютеры, которые входят в сеть, носят название клиентов, или рабочих станций.

Сервер — это компьютер, который обслуживает другие компьютеры в сети. Существуют разнообразные виды серверов, отличающиеся друг от друга услугами, которые они предоставляют; серверы баз данных, файловые серверы, принт-серверы, почтовые серверы, веб-серверы и т. д.

Одноранговая архитектура получила распространение в небольших офисах или в домашних локальных сетях, В большинстве случаев, чтобы создать такую сеть, вам понадобится пара компьютеров, которые снабжены сетевыми картами, и кабель. В качестве кабеля используют витую пару четвертой или пятой категории. Витая пара получила такое название потому, что пары проводов внутри кабеля перекручены (это позволяет избежать помех и внешнего влияния). Все еще можно встретить достаточно старые сети, которые используют коаксиальный кабель. Такие сети морально устарели, а скорость передачи информации в них не превышает 10 Мбит/с.

После того как сеть будет создана, а компьютеры соединены между собой, нужно настроить все необходимые параметры программно. Прежде всего убедитесь, что на соединяемых компьютерах были установлены операционные системы с поддержкой работы в сети (Linux, FreeBSD, Windows)

Все компьютеры в одноранговой сети объединяются в рабочие группы, которые имеют свои имена (идентификаторы).
В случае использования архитектуры сети клиент/сервер управление доступом осуществляется на уровне пользователей. У администратора появляется возможность разрешить доступ к ресурсу только некоторым пользователям. Предположим, что вы делаете свой принтер доступным для пользователей сети. Если вы не хотите, чтобы кто угодно печатал на вашем принтере, то следует установить пароль для работы с этим ресурсом. При одноранговой сети любой пользователь, который узнает ваш пароль, сможет получить доступ к вашему принтеру. В сети клиент/ сервер вы можете ограничить использование принтера для некоторых пользователей вне зависимости от того, знают они пароль или нет.

Чтобы получить доступ к ресурсу в локальной сети, построенной на архитектуре клиент/сервер, пользователь обязан ввести имя пользователя (Login — логин) и пароль (Password). Следует отметить, что имя пользователя является открытой информацией, а пароль — конфиденциальной.

Процесс проверки имени пользователя называется идентификацией. Процесс проверки соответствия введенного пароля имени пользователя — аутентификацией. Вместе идентификация и аутентификация составляют процесс авторизации. Часто термин «аутентификация» — используется в широком смысле: для обозначения проверки подлинности.

Из всего сказанного можно сделать вывод о том, что единственное преимущество одноранговой архитектуры — это ее простота и невысокая стоимость. Сети клиент/сервер обеспечивают более высокий уровень быстродействия и защиты.
Достаточно часто один и тот же сервер может выполнять функции нескольких серверов, например файлового и веб-сервера. Естественно, общее количество функций, которые будет выполнять сервер, зависит от нагрузки и его возможностей. Чем выше мощность сервера, тем больше клиентов он сможет обслужить и тем большее количество услуг предоставить. Поэтому в качестве сервера практически всегда назначают мощный компьютер с большим объемом памяти и быстрым процессором (как правило, для решения серьезных задач используются многопроцессорные системы)

Как другие компьютеры подключаются к серверу?

VPS, VDS и любой другой сервер так же, как и обычные компьютеры, подключается к сети через кабельное соединение. Попав в интернет, он тут же становится доступен другим пользователям.

Подключение со стороны клиентов происходит разными путями в зависимости от того, что представляет собой сервер. Если на нем базируется веб-сайт, то в роли клиента выступает браузер, который через доменное имя подключается к VDS и получает от него нужную пользователю информацию. Доменное имя, естественно, моментально транслируется в стандартный IP-адрес. И адрес может оставаться прежним, даже если домен был в какой-то момент изменен.

В других случаях это работает похожим образом. Разве что аспекты работы программ, подключаемых к удаленным «машинам», могут слегка варьироваться.

Что такое сервер компьютерной сети?

Сервер – это аппаратно-программный комплекс в локальной сети, способный регулировать работу всех пользовательских компьютеров.

В основе аппаратной части сервера лежит мощный компьютер с высокой производительностью, многозадачностью и наилучшей оптимизацией для быстрой обработки команд от клиентских ПК. Такой сервер должен быть многоядерным, отказоустойчивым, с горячей заменой своего оборудования (hotswap) т.е. всегда на «ходу». Чего нельзя сказать про клиентские компьютеры, которые чаще нуждаются в ремонте по причине износа запчастей.

Программный комплекс сервера – это установленная операционная система, которая является «прослойкой» общения его аппаратной части с исполняемыми программами.