Раздел 6. Программное обеспечение ЛВС

Программное обеспечение локальных вычислительных сетей имеет иерархическую структуру, соответствующую семиуровневой модели взаимодействия открытых систем. Выполнение прикладных процессов обеспечивается средствами прикладных программ сети, которые реализуют протоколы верхнего уровня модели OSI, и соответственно образуют верхний уровень программной структуры ЛВС.

Выполнение процессов взаимодействия, с помощью которых производится передача данных между прикладными процессами различных абонентских станций, производится средствами сетевых операционных систем и аппаратными средствами сети.

Программы сетевых операционных систем реализуют протоколы трех верхних уровней модели: прикладного, представительного и сеансового. Протоколы нижних четырех уровней (транспортного, сетевого, канального и физического), как правило, реализуются аппаратными средствами (сетевым адаптером), но могут быть реализованы программно средствами сетевой операционной системы.

Сетевая операционная система (СОС) – комплекс программных средств, управляющих процессами в сети и объединенных общей архитектурой, определенными коммуникационными протоколами и механизмами взаимодействия вычислительных процессов. Она обеспечивает пользователям стандартный и удобный доступ к разнообразным сетевым ресурсам и обладает высоким уровнем прозрачности, т.е. изолирует от пользователя все различия, особенности и физические параметры привязки процессов к обрабатываемым ресурсам. Операционная система, управляющая работой ЛВС является распределенной, т.к. она распределяет все ресурсы сети между абонентскими станциями и организует обмен между нами.

Структуры сетевых операционных систем (СОС) ЛВС:

· каждая ЭВМ сети реализует все функции СОС, т.е. хранит в своей оперативной памяти резидентную часть СОС и имеет доступ к любой нерезидентной части, хранящейся на внешних носителях;

· каждая ЭВМ сети имеет копии программ только часто реализуемых функций СОС, копии программ редко реализуемых функций имеются в памяти только одной ЭВМ;

· каждая ЭВМ сети выполняет только определенный набор функций СОС, причем этот набор является либо индивидуальным, либо некоторые функции будут общими для нескольких ЭВМ.

Принципиальное отличие сетевой распределенной системы от традиционной заключается в необходимости применения средств передачи сообщений между одновременно реализуемыми процессами и средств синхронизации этих процессов. Организация вычислительных процессов в ЛВС сопровождается планированием использования выделяемых ресурсов. Выбор метода планирования тесно связан с режимом функционирования ЛВС, среди которых выделяют:

· однопрограммная (однозадачная) пакетная обработка;

· многопрограммная (многозадачная) пакетная обработка;

· однопрограммная мультипроцессорная обработка (параллельная обработка одной программы на нескольких компьютерах сети);

· однопрограммная обработка в режиме разделения времени (многопользовательские);

· многопрограммная обработка в режиме разделения времени;

· многопрограммная мультипроцессорная обработка (универсальный режим работы сети).

Эффективность функционирования ЛВС в значительной степени определяется способами создания и ведения баз данных. В локальных сетях для создания баз данных реализованы две архитектуры:

· файл-сервер;

· клиент-сервер.

При реализации архитектуры файл-сервер файлы базы данных (БД) располагаются на дисках файл-сервера и все рабочие станции получают доступ к нему, т.е. на рабочие станции устанавливаются сетевые версии широко распространенных СУБД компьютеров. Недостаток: необходимость пересылки по линиям связи сети фрагментов файлов БД значительных объемов, что приводит к быстрому насыщению сетевого трафика и возрастанию времени реакции информационной системы. При большом количестве ПК в сети не обеспечивается достаточная производительность сети.

В архитектуре клиент-сервер помимо файл-сервера к сети подключается еще один мощный компьютер (СУБД-сервер) – исключительно для работы с БД. Сама БД может располагаться на любом из них. Принимая запросы от ПК на поиск данных в БД, СУБД-сервер сам осуществляет поиск данных, и его результаты отсылает через сеть в запросившую их рабочую станцию. Таким образом, по сети передаются только запрос и найденные данные.

Важным фактором в обеспечении высокой эффективности функционирования ЛВС является организация распределенной базы данных (РБД), которая представляет собой логически единую БД, отдельные физические части которой расположены на нескольких ЭВМ сети. Основная особенность РБД – прозрачность, означающая независимость пользователей и программ от способа размещения информации на ЭВМ сети. Администрирование и доступ пользователей к РБД осуществляется с помощью системы управления распределенной БД (СУРБД).

Существует два способа установления и обеспечения взаимосвязи ЛВС-удаленный абонент:

1. «Удаленный клиент» (удаленный вход в систему), реализуется путем подключения удаленного ПК к сети через мост, построенный на базе ПК.

2. «Передача экрана», реализуется путем подключения удаленного ПК к так называемому серверу доступа, который непосредственно подсоединен к сети. Удаленный ПК осуществляет контроль над сервером доступа: по командам, набранным на своей клавиатуре, он посылает запросы к серверу сети и принимает на экране дисплея ответные сообщения.

В составе ОС семейства Windows имеются программные компоненты, реализующие эти способы взаимодействия удаленного ПК и ЛВС.

К основным целям управления ЛВС относят:

· уменьшение числа сетевых неполадок за счет правильной организации функционирования сети;

· изолирование возникающих неполадок в работе сети и уменьшение сопутствующих им потерь.

Международная организация по стандартизации ISO определила пять категорий управления, которая должна включать система управления ЛВС:

1. управление конфигурацией;

2. обработка сбоев;

3. управление учетом;

4. управление производительностью;

5. управление защитой.

Средства системы управления ЛВС включают четыре типа продуктов:

· контрольно-измерительные приборы;

· сетевые мониторы;

· сетевые анализаторы;

· интегрированные системы управления сетями.

Протоколами управления ЛВСсчитают протоколы SNMP и CMIP. SNMP (Simple Network Management Protoсol) - простой протокол для управления вычислительной сетью, предназначен для решения коммуникационных проблем в сетях TCP/IP. CMIP (Common Management Information Protocol) – протокол общего обмена информацией, предназначенный для решения коммуникационных проблем в сетях модели ISO и являющийся частью этой стандартной модели.