Одноранговые лвс это локальные компьютерные сети в которых

Обновлено: 07.07.2024

Запускаем на канале рубрику, посвященную компьютерным сетям. Буду выпускать цикл статей, которые раскроют максимальное количество полезной информации по данному направлению.

Сегодня начнем с общих понятий, терминов и видов компьютерных сетей, так сказать, чтобы у вас сложилось общее впечатление, а с каждой статьей будем с вами углубляться в более сложные и технологичные моменты.

Компьютерная или вычислительная сеть - совокупность устройств, система, которая обеспечивает обмен информацией и данными между вычислительными машинами, связанными между собой логически или физически. Сеть может состоять как из двух устройств, так и из тысячи.

Для более понятной картины, разделим участников сети на группы:

Оконечное устройство (хост) - узел, как часть компьютерной сети, который осуществляет прием или передачу данных. Такие устройства образуют интерфейс между пользователем и сетью. В качестве оконечных узлов выступают: компьютеры, планшеты телефоны, также в некоторых источниках к хостам относят и принтеры.
Промежуточные устройства - узлы сети, которые осуществляют соединение оконечных устройств между собой. Основная задача передать информацию. Промежуточные устройства не создают данные и не изменяют их. К ним относятся: коммутаторы и точки доступа, маршрутизаторы, межсетевые экраны.
Среда передачи - призвана осуществлять коммуникацию в сети для транспортировки данных. Среда дает физический канал, при помощи которого, информация переходит от с источника к адресату. Существует три основных вида сред: радиоканал (беспроводная передача), оптическое волокно, металлические провода (медный кабель).

Если с устройствами в сети, все более или менее понятно, подробно мы будем это обсуждать в процессе нашего цикла, то с классификаций сети все более разрознено.

Компьютерные сети разделяются по их назначению и характеристикам

Территориальное разделение:

WAN (Wide Area Network) - глобальная сеть, покрывает географически крупные регионы, включает себя меньшие по охвату сети, соединяет в единую цепочку пользователей со всего мира.
MAN (Metropolitan Area Network) - сеть в пределах, города, области, соединяет на своем уровне сети от различных провайдеров.
LAN (Local Area Network) - локальная компьютерная сеть, замкнутая инфраструктура, доступ к которой имеют только ее участники. Под локальной сетью подразумевается объединение различных сетевых устройств в рамках одной небольшой территории. Например, офис или предприятие, ваши домашние устройства.

Архитектурное разделение:

Одноранговые сети
Многоранговые сети по типу Клиент - сервер

Разделение по виду среды передачи данных:

Проводные - передача данных посредством укладки кабеля между устройствами (витая пара, телефонные провода, коаксиальный кабель, оптическое волокно)
Беспроводные - передача информации по радио каналу с определённым частотным диапазоном

Разделение по топологии (схема построения сети):

Разделение по типу передачи:

Коммутация каналов - передача данных осуществляется после того, как канал связи будет установлен. В процессе одной передачи, вторая и последующие невозможны. Яркий пример, телефонная связь, поступает звонок, при ответе, устанавливается канал, который для второго звонка уже будет занят.
Коммутация пакетов - при передаче от одного устройства к другому данные делятся на части (пакеты), которые доставляются к оконечному узлу по сетевым маршрутам. Каждая часть не зависит друг от друга, передается отдельно, что позволяет в одном физическом канале передавать данные нескольким устройствам.

Разделение сети по типу передачи данных:

Широковещательная рассылка (broadcast)
Многоадресная рассылка (multicast)
Одноадресная рассылка (unicast), иногда используется термин точка-точка

Для первого вводного раза, думаю, информации будет достаточно. В следующих статьях данного цикла будем подробно раскрывать термины и характеристики, которые были затронуты в данном материале. Следите за появлением новых публикаций.

На этом все, спасибо за внимание.

Ставьте лайки, пишите комментарии, подписывайтесь на блог, буду регулярно размещать интересные материалы, которые возникают в процессе работы.

Компьютерные сети

В локальных вычислительных сетях (ЛВС) используют 2 способа организации – одноранговую и иерархическую. Одноранговая локальная сеть устроена так, что объединяет все узлы, среди которых нет выделенного сервера. У такого простейшего решения есть и недостатки, и серьезные достоинства. Благодаря последним одноранговые сети перестали работать только в домах или небольших офисах, а активно используются при реализации масштабных проектов.

Какие сети называются одноранговыми

Одноранговыми называются локальные сети, включающие только равноправные узлы.

«Равноправие» означает, что все компьютеры:

Отправляют прямые запросы к любым узлам.
Получают и обрабатывают прямые запросы от других ЭВМ (рабочих станций).
Предоставляют часть своих ресурсов (файлы, папки, принтеры, приложения и их время выполнения) для общих сетевых задач.
Могут обращаться ко всем общим ресурсам.

Этот список определяет основные свойства одноранговой сети:

обмен данными «каждый с каждым» или пиринговый (от англ. peer-to-peer – равный к равному);
децентрализация общих ресурсов, размещенных на локальных хостах.

Из-за этих особенностей одноранговая модель организации сетевого взаимодействия в информатике получила альтернативные названия пиринговой (P2P) или децентрализованной.

В отличие от иерархических (многоранговых) локальных сетей, в одноранговых нет выделенных серверов для хранения информации, управления обменом, доступа к оборудованию (например, принтерам). Каждый хост получает функции:

клиентские – отправляя запросы на доступ к ресурсам или получение данных другим узлам;
серверные – обрабатывая запросы других рабочих станций;
административные – выделение ресурсов и разграничение прав на их использование выполняется на уровне пользователей или групп локального узла.

Иллюстрирует сказанное простой пример:

в домашней сети 3 компьютера с условными именами Father, Mother, Child;
на первом (Father) установлен Office со средствами совместной работы и хранятся документы. К нему подключен расшаренный (разрешено использование всеми ПК группы) принтер;
на втором (Mother) развернуто приложение для домашней бухгалтерии. Остальные имеют доступ к отчетам и могут вносить текущие доходы и расходы в приложении самостоятельно;
на третьем (Child) хранятся мультимедиа файлы, к которым разрешен общий доступ.

В такой структуре:

Father становится сервером офисных приложений и принт-сервером;
Mother – сервером приложений;
Child – файловым (мультимедиа) сервером.

Однако, локальная сеть так и остается одноранговой, поскольку ни один из компьютеров не выполняет исключительно серверных задач. Каждый из них остается рабочей станцией и становится клиентом для других (например, Father для Child, когда его пользователь хочет послушать музыку или посмотреть фильм).

Устройство

Создание одноранговой локальной сети не зависит от физической топологии. Например, в домашней сети с топологией звезда (центральным хабом) все подключенные устройства остаются равноправными и могут получить доступ к файлам, папкам и принтерам, физически размещенным на любом из компьютеров.

Аналогично рассматриваются схемы с линейной шиной, кольцевым соединением или ячеистой структурой. До тех пор, пока в локальной сети не появится узел, работающий исключительно как сервер, она считается одноранговой.

В рассмотренном примере, домашнюю сеть легко сделать иерархической. Достаточно включить в нее Smart-TV c внешним накопителем, на который перенести мультимедиа файлы. Этот девайс станет файловым (мультимедиа) сервером.

При этом локальная сеть окажется гибридной – для работы с приложениями она останется одноранговой. Именно гибридные структуры сегодня встречаются чаще, чем чистые одноранговые или иерархические ЛВС.

На логическом и информационном уровне этот вид сетей реализует полносвязную топологию – каждый локальный узел работает напрямую с любым другим.

Преимущества и недостатки

Одноранговой ЛВС присущи собственные недостатки и преимущества.

К ее достоинствам относят:

Децентрализацию сетевого обмена и хранения информации. Это означает, что в сети (по крайней мере, на логическом и информационном уровнях) нет точки критической уязвимости. При выходе из строя одного узла локальная структура сохраняет работоспособность, теряя только доступ к части общих ресурсов. Эту проблему можно решить за счет частичного или полного дублирования информации/функций на других хостах.
Простоту развертывания системы. В ней нет серверов, требующих скрупулезной настройки и квалифицированного администрирования.
Гибкость. При необходимости функциональность ЛВС легко расширить, просто добавив оборудование/приложения на рабочие станции и раздав на них права доступа.

Сложность администрирования. Общие сетевые ресурсы размещаются на хостах. Функции администрирования получает либо локальный пользователь (что небезопасно), либо администратор компьютерной сети, которому приходится работать со всеми ПК в ЛВС.
Возможность перегрузки отдельных хостов/каналов связи. Ситуация возможна, когда на одном/группе узлов развернуты наиболее интенсивно используемые ресурсы. Количество запросов к этим рабочим станциям и интенсивность обмена увеличивается. В результате требуются рабочие характеристики на уровне серверов.
Проблемы с масштабируемостью. Расширение сети выполняется достаточно просто, но администрирование и ограничения по производительности ПК/скорости обмена усложняют задачу.
Недостаточный уровень безопасности из-за отсутствия групповых политик.

Примеры

Простейший пример реализации одноранговой ЛВС – домашняя или офисная сеть. Она строится на любой из операционных систем для локальных ПК – Windows, MacOS, клонах Linux. Однако недостатки такого решения не позволяют эффективно использовать его для объединения более 10-20 компьютеров.

В то же время, принципы одноранговых сетей широко используются для децентрализованных систем, которые трудно назвать локальными. Их используют:

получающие все большее распространение сети блок-чейн (криптовалют). В них каждое устройство с установленным кошельком становится равноправным узлом, обмен ведется по принципу P2P, а информация дублируется на всех хостах;
хорошо известные сети торрент-трекеров с похожей организацией.

Таким образом, одноранговая локальная сеть – простое решение для домашней или офисной ЛВС. Эти принципы используются и для построения безопасных децентрализованных глобальных систем.

Одноранговая локальная сеть является наиболее распространенным вариантом создания как домашних, так и корпоративных ЛВС.

Это обусловлено тем, что подобные сети позволяют каждому клиенту (пользователю) в сети самостоятельно управлять различными сетевыми устройствами (например, принтерами).

Кроме того, создание одноранговой сети в большинстве случаев значительно проще (и дешевле) настройки централизованной компьютерной сети с подключением серверов.

Какие сети называются одноранговыми?

Одноранговой сетью называется сеть, в которой все функциональные узлы наделены одинаковым правом доступа к любым сетевым ресурсам.

При этом каждый ПК может напрямую связаться с другим подключенным к сети компьютером, а при отсутствии одного или нескольких сетевых устройств информационный обмен между остальными функциональными узлами не нарушается.

Существует два варианта настройки одноранговой локальной сети:

Несмотря на мнимую схожесть, работают такие сети по-разному:

1. Компьютеры, объединенные между собой посредством одноранговой сети, способны одновременно использовать любые дополнительные ресурсы (в том числе файлы и периферийные устройства). Для этого не требуется наличия каких-либо серверов: по сути, каждый компьютер в сети может выполнять одну из двух ролей (быть клиентом или сервером), в соответствии с которой меняется их функционал.

Роли компьютеров в сети распределяются посредством специальных запросов. Например, одноранговой сетью вполне может быть простая домашняя сеть, состоящая из двух компьютеров и общего принтера. В данном случае способность обмениваться информацией, использовать периферийные устройства и т.д. зависит от настроек сетевой карты обоих компьютеров.

2. Другой возможный вариант создания одноранговой структуры подразумевает совместное использование несколькими компьютерами глобальной сети Интернет. В этом случае передача всей возможной информации осуществляется с помощью специальных приложений, зачастую именуемых клиентами.

Одноранговые приложения также позволяют устройству выступать как в роли сервера, так и клиента. При этом все устройства в сети обладают абсолютно равными возможностями. Однако для работы такой одноранговой сети необходимо, чтобы каждый компьютер предоставлял соответствующий графический интерфейс и запускал фоновую службу.

Преимущества и недостатки одноранговой сети

Из достоинств «классической» одноранговой сети также стоит отметить возможность хранения распределенных ресурсов на любом подключенном к сети компьютере. В то время как в локальной сети с выделенным сервером вся необходимая информация должна оставаться на каком-то конкретном устройстве.

Но в любой системы есть ряд «слабых мест». И главный недостаток одноранговых сетей заключается в незащищенности такой структуры – они подвержены «нападкам» разного рода вредоносного ПО (которое целенаправленно или по чистой случайности попало на любой подключенный к сети компьютер).

Дело в том, что в подобной ЛВС для соединения между пользовательскими компьютерами очень редко используется какие-либо защищенные методы (разрешения, регистраторы и т.д.). Таким образом, безопасность одноранговой локальной сети всецело «лежит на плечах» ее пользователей: на каждом ПК следует заблаговременно настроить защиту, право доступа к сети, а также пользовательские аккаунты. А «человеческий фактор» и элементарную некомпетентность рядовых пользователей никто не отменял: соответственно защита информации в такой локальной сети остается весьма условной.

(локальные сети одноранговые и с выделенным сервером)

По административным отношениям между узлами можно выделить локальные сети с централизованным управлением или с выделенными серверами (серверные сети) и сети без централизованного управления или без выделенного сервера (децентрализованные), так называемые, одноранговые (одноуровневые) сети.

Локальные сети с централизованным управлением называются иерархическими, а децентрализованные локальные сети равноправными.

В локальных сетях с централизованным управлением один из компьютеров является сервером, а остальные ПК - рабочими станциями.

Серверы - это высокопроизводительные компьютеры с винчестерами большой емкости и с высокоскоростной сетевой картой, которые отвечают за хранение данных, организацию доступа к этим данным и передачу данных рабочим станциям или клиентам.

Рабочие станции. Компьютеры, с которых осуществляется доступ к информации на сервере, называются рабочими станциями или клиентами.

Одноранговые (одноуровневые или равноправные) локальные сети

В сетях с децентрализованным управлением нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и единого компьютера для хранения данных. Одноранговая локальная сеть – это ЛВС равноправных компьютеров, каждый из которых имеет уникальное имя и, как правило, пароль для входа в него в момент загрузки ОС.

Равноправность ПК означает, что администратор каждого компьютера в локальной сети может преобразовать свой локальный ресурс в разделяемый и устанавливать права доступа к нему и пароли. Он же отвечает за сохранность или работоспособность этого ресурса. Локальный ресурс - ресурс, доступный только с ПК, на котором он находится. Ресурс ПК, доступный для других компьютеров, называется разделяемым или совместно используемым.

Таким образом, одноранговая локальная сеть - это ЛВС, в которой каждая рабочая станция может разделить все или некоторые из ее ресурсов с другими рабочими станциями сети.

Но отсутствие выделенного сервера не позволяет администратору централизовано управлять всеми ресурсами одноранговой локальной сети.

Каждая рабочая станция может выполнять функции, как клиента, так и сервера, т.е. предоставлять ресурсы другим рабочим станциям и использовать ресурсы других рабочих станций.

Одноранговые локальные сети могут быть организованы на базе всех операционных систем – начиная с Windows 95

Достоинства одноранговой локальной сети:

b)слабая защита информации;

c)сложность обновления и изменения ПО рабочих станций.

Серверные локальные сети (многоуровневые или иерархические)

В локальных сетях с централизованным управлением сервер обеспечивает взаимодействия между рабочими станциями, выполняет функции хранения данных общего пользования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту. Клиент обрабатывает полученные данные и предоставляет результаты обработки пользователю. Необходимо отметить, что обработка данных может осуществляться и на сервере.

Локальные сети с централизованным управлением, в которых сервер предназначен только хранения и выдачи клиентам информации по запросам, называются сетями с выделенным файл-сервером. Системы, в которых на сервере наряду с хранением осуществляется и обработка информации, называются системами "клиент-сервер".

Необходимо отметить, что в серверных локальных сетях клиенту непосредственно доступны только ресурсы серверов. Но рабочие станции, входящие в ЛВС с централизованным управлением, могут одновременно организовать между собой одноранговуюлокальную сеть со всеми ее возможностями.

Программное обеспечение, управляющее работой ЛВС с централизованным управлением, состоит из двух частей:

a)сетевой операционной системы, устанавливаемой на сервере;

b)программного обеспечения на рабочей станции, представляющего набор программ, работающих под управлением операционной системы, которая установлена на рабочей станции. При этом на разных рабочих станциях в одной сети могут быть установлены различные операционные системы.

В больших иерархических локальных сетях в качестве сетевых ОС используются UNIX и LINUX, которые являются более надежными. Для локальных сетей среднего масштаба наиболее популярной сетевой ОС является Windows Server.

В зависимости от способов использования сервера в иерархических сетях различают серверы следующих типов:

1. Файловый сервер. В этом случае на сервере находятся совместно обрабатываемые файлы или (и) совместно используемые программы.

2. Сервер баз данных. На сервере размещается сетевая база данных.

3. Принт-сервер. К компьютеру подключается достаточно производительный принтер, на котором может быть распечатана информация сразу с нескольких рабочих станций.

4. Почтовый сервер. На сервере хранится информация, отправляемая и получаемая как по локальной сети.

a) выше скорость обработки данных;

b) обладает надежной системой защиты информации и обеспечения секретности;

Читайте также: