Проектирование архитектуры сети

CUPS (control and user plane separation)

В соответствии с архитектурой SDN для сетей 5G определено разделение шлюза пакетной передачи данных на две составляющие — плоскость управления (SMF) и плоскость пользовательского трафика (UPF) — control and user planes separation (CUPS). При этом ради объективности стоит отметить, что концепция CUPS релизом 14 3GPP определена и для сетей 4G-LTE, где предусмотрено разделение SGW на C-SGW (control plane) и U-SGW (user plane), а PGW соответственно — на C-PGW и U-PGW.

Упрощение архитектуры UPF по сравнению с PGW сети 4G-LTE позволяет снизить как стоимость разработки и производства самих узлов, так и затраты на их эксплуатацию. В конечном счете, это открывает путь к «пограничным вычислениям» (edge computing) за счет возможности устанавливать на сети большое кол-во шлюзов, размещая их в непосредственной близости к сети доступа. Однако такой подход создает проблему мобильности, поскольку перемещение пользовательского терминала с активной сессией передачи данных будет сопровождаться частой сменой UPF. 3GPP решает данную проблему путем введения новой функциональности — бесшовности абонентских сессией и услуг — SSC (Session and Service Continuity).

10BaseFL

10BaseFL (10 — скорость передачи 10 Мбит/с, Base — узкополосная передача, FL — оптоволоконный кабель) представляет собой сеть Ethernet, в которой компьютеры и репитеры соединены оптоволоконным кабелем. Основная причина причина популярности 10BaseFL — возможность прокладывать кабель между репитерами на большие расстояния (например между зданиями). Максимальная длина сегмента 10BaseFL — 2000м.

Ethernet. 100Мбит/с.

Новые стандарты Ethernet позволяют преодолеть скорость передачи в 10 Мбит/с.Известны несколько стандартов Ethernet, которые могут удовлетворить возросшие требования, рассмотрим 2 из них:

• 100BaseVG-AnyLAN Ethernet;

• 100BaseX Ethernet(Fast Ethernet).

И Fast Ethernet, и 100 Base VG-Any LAN работают примерно в пять-десять раз быстрее, чем стандартный Ethernet. Кроме того, они совместимы с существующей кабельной системой 10BaseT. Это означает, что перейти от l0BaseT к этим стандартам достаточно просто и быстро.

Выделенные сервера

Теперь рассмотрим выделенного сервера. Назначение говорит само за себя: они предназначены для некоторых специфических задач. Грубо говоря, это настоящий интернет-сервер виртуального типа, полностью принадлежащих пользователю, который принимает его. В этом и есть смысл таких, где владелец подкасты главный ресурс может быть помещен в специальное пространство любой информации.

Кроме того, отвечает за безопасность, а не арендатор, а тот, кто арендует место на сервере в аренду. Примерами таких серверов может быть достаточно много. Тут вам и электронная почта, и игры, и совместное использование файлов и личных страничек (не путать с социальными медиа счетов и услуг этого вида), и многое другое.

Преимущества и недостатки

По сравнению с одноранговыми, сеть с выделенным сервером имеет преимущества:

1. Централизация ресурсов и процессов. Благодаря такому подходу задачи администрирования решаются проще, а отвечает за них один человек или небольшая группа администраторов, а не все пользователи сети.
2. Безопасность. Применение групповых политик позволяет эффективно разграничить права доступа, предотвращать внешнее проникновение и взлом. Размещенные на выделенных машинах файерволы, брандмауэры и антивирусное ПО снижают уровень угроз от вредоносных программ.
3. Производительность. Развертывание ресурсоемких приложений на выделенных узлах с мощной аппаратной «начинкой» ускоряет решение прикладных задач, разгружает локальные компьютеры.
4. Масштабируемость. Для развития ЛВС достаточно подключения новых узлов и создания учетных записей для них и их пользователей на серверах.

Имеет схема с выделенным сервером и некоторые недостатки:

1. Появление критических точек уязвимости. Выход из строя выделенного сервера парализует работу всей сети.
2. Необходимость высокой квалификации для членов группы администраторов.
3. Удорожание сети, поскольку производительные серверы и оборудование для них дороги.

Архитектуры приложений для работы с базами данных

Двухзвенная архитектура

В любой сети (даже одноранговой), построенной на современных сетевых технологиях, присутствуют элементы клиент-серверного взаимодействия, чаще всего на основе двухзвенной архитектуры.

Клиент-серверная архитектура

Двухзвенная архитектура используется в клиент-серверных системах, где сервер отвечает на клиентские запросы напрямую и в полном объеме, при этом используя только собственные ресурсы. Т.е. сервер не вызывает сторонние сетевые приложения и не обращается к сторонним ресурсам для выполнения какой-либо части запроса.

Типичный пример двухуровненовой модели

Основные параметры и конфигурации

Что касается опций и настроек, все просто. Как правило, ручной ввод сетевых IP, DNS или прокси-серверы не используются. Вместо этого любой провайдер предоставляет сервисы для автоматического распознавания вашего компьютера или мобильного устройства в сети.

В системах Windows доступ к эти параметры можно настроить через свойства параметры отбора сетевых адресов IPv4 (или, если она работает и IPv6). Как правило, параметры, указанные на автоматическое получение адресов, что избавляет пользователя от ручного ввода данных. Однако, в некоторых случаях, особенно при настройке клиента RDP (удаленный доступ) или организации доступа к определенного сервиса, необходим ручной ввод данных.

Сетевые архитектуры

Сетевые архитектуры разделяются по скорости передачи данных, среде передачи, вариантах реализации, топологии

	Ethernet	Fast Ethernet	Gigabit Ethernet
Номинальная скорость передачи информации, Мбит/с	10	100	1000
Среда передачи	Витая пара, коаксиал, оптоволокно	Витая пара, оптоволокно	Витая пара, оптоволокно
Варианты реализации	10 Base2, 10 BaseT, 10 Base5, 1 Base5, 10 Broad36	100 Base-TX, 100 Base-FX, 100 Base-T4	1000Base-X 1000Base-LX 1000Base-SX 1000Base-CX 1000Base-T
Топология	Шина, звезда	Звезда	Звезда

Ethernet. 10Мбит/с.

• 10BaseT (Витая пара);
• 10Base2 (Тонкий коаксиал);
• 10Base5 (Толстый коаксиал);
• 10BaseFL (Оптоволокно

10Base2 или Тонкий Ethernet

Основная используемая топология	общая шина
Используемый провод	коаксиальный кабель 50 Ом, тонкий
Максимальная длина сегмента	185 метров
Минимальное расстояние между точками подключения	0,5 метра
Максимальное количество точек подключения к сегменту	30
Максимальное количество сегментов в сети	5

10Base5

IEEE 10Base5 или «толстый» Ethernet — самый старый стандарт среди остальных. В настоящее время затруднительно найти в продаже новое оборудование для построения сети на этом стандарте. Основные его параметры

Используемая топология	Общая шина
Используемый провод	Коаксиальный кабель толстый (так называемый «желтый») с волновым сопротивлением 50 Ом.
Максимальная длина сегмента (отрезок сети без повторителя, ограниченный терминаторами)	500метров (1640 футов)
Минимальное расстояние между точками подключения	2,5 метра (8,2 фута)
Максимальное количество точек подключения к сегменту	100
Максимальное количество сегментов сети	5
Устройства подключаются к сети посредством устанавливаемого на кабель трансивера (transceiver — MAU(Media Access Unit)).
Максимальная длина трансиверного кабеля (длина кабеля между трансивером и устройством)	25 метров

При подключении используется разъем (AUI) 15 pin

10Base-T
или Ethernet на витой паре

В 1990 году IEEE опубликовал спецификацию 802.3 для построения сети Ethernet на основе витой пары. l0BaseT (10 — скорость передачи 10 Мбит/с, Base — узкополосная, Т — витая пара) — сеть Ethernet, которая для соединения компьютеров обычно использует неэкранированную витую пару ( UTP ). Тем не менее и экранированная витая пара ( STP ) также может применяться в топологии lOBaseT без изменения каких-либо ее параметров.
Большинство сетей этого типа строятся в виде звезды, но по системе передачи сигналов представляют собой шину, как и другие конфигурации Ethernet. Обычно концентратор сети lOBaseT выступает как многопортовый (multiport) репитер и часто располагается в распределительной стойке здания. Каждый компьютер подключается к другому концу кабеля, соединенного с концентратором, и использует две пары проводов: одну — для приема, другую — для передачи.
Максимальная длина сегмента l0BaseT — 100 м (328 футов). Минимальная длина кабеля — 2,5 м (около 8 футов). Сеть l0BaseT может обслуживать до 1024 компьютеров.

Кабель	Категоря 3,4 или 5 UTP
Соединители	RJ-45 на концах кабеля
Расстояние между сегментами	100м максимум по спецификации IEEE 802.3, но как показала практика, это не предел
Магистраль для соединения маршрутизаторов	По спецификации коаксиальный или оптоволоконный кабель для объединения в крупные ЛВС (на практике всё происходит совсем по другому :))
Общее число компьютеров в ЛВС без применения специальных компонентов, увеличивающих это количество	По спецификации — до 1024

Локальной сети

Локальной сети, или, как его часто называют, «Лан», доступен для слияния в один из ограниченного числа терминалов. Архитектура локальной сети с точки зрения подключения, как понятно, также может быть проводной связи и доступ к сети VPN типа. И в том и в другом случае, вы должны быть подключены к главному серверу администрирования. Сетевой сервис в этом случае может работать в двойном режиме: с автоматической идентификации (присвоения адресов для каждой машины) или ручного ввода параметров.

Лан, в принципе, имеют отличительную особенность, которая заключается в том, что любой терминал нужно зарегистрироваться (не требуется, например, в одноранговой сети) и центральный сервер (плюс администратор). Кроме того, доступ к общедоступной информации может быть полной или ограниченной. Все зависит от настройки. Однако, если вы посмотрите даже на так называемые облачные сервисы, они, по сути, также представляет собой виртуальную сеть, где пользователи прохождения проверки подлинности и получать доступ к определенным материалам, скачивать или редактировать файлы и т. д. При всем этом иногда даже включает одновременное изменение содержимого файла в реальном времени.

2-х уровневая клиент-сервер архитектура

Начнем с двухуровневой клиент-сервер архитектуры, на картинке справа снизу клиент — сервер.

Клиент (пользователь) — та часть ПО, которая установлена на компьютере пользователя. Клиент отправляет какой-либо запрос, нажимая ту же кнопку в браузере, у нас на самом деле формируется запрос, который посредством транспорта, посредством сети (в данном случае у нас сеть служит транспортом этому запросу и отправляет этот запрос на сервер). 

Сервер это мощная машина в которой хранится вся логика нашего приложения на которой выполняется весь программный код. Это дает преимущество тому, что наше приложение, например, которое мы разработали могут запускать клиенты даже со слабой машины. 

Например, достаточно того, чтобы на компьютере или телефоне поддерживался интернет и можно было слать и получать запросы. 

Сервер обрабатывает этот запрос от клиента и уже отдает ему ответ посредством транспорта по той же сети. Запрос возвращается клиенту, где клиент уже видит результат этого ответа в понятной для себя форме (клиент видит результат в виде каких-либо кнопок, картинок или как страницу какого-либо веб-сайта). 

Вся информация о пользователе в 2-х уровневой клиент-серверной архитектуре хранится на сервере. Вся логика (бэкэнд) на сервере и если, что-то с сервером случится, он “упадет” тогда вся хранящаяся информация в его памяти может пропасть. 

Клиент-серверная vs Одноранговая сети

Теперь давайте продолжим обсуждение ключевых разниц между клиент-серверной и одноранговой сетями. Следующая сравнительная таблица даст вам четкое представление.

	Клиент-серверная сеть	Одноранговая сеть
Основа	Несколько клиентов подключены к центральному серверу.	Каждый компьютер действует как сервер или клиент.
Услуга	Клиенты запрашивают услуги, сервер отвечает за предоставление услуг.	Каждый компьютер может запрашивать или предоставлять услуги.
Ориентирование	Он ориентирован на обмен информацией.	Он ориентирован на подключении.
Данные	Данные хранятся и управляются центральным сервером.	Каждый компьютер хранит и управляет своими данными.
Узкое место трафика	Когда несколько клиентов запрашивают услуги одновременно, может возникнуть узкое место в трафике.	Узкое место в трафике маловероятно, так как услуги предоставляются несколькими серверами.
Расход	Настройка сети обходится дорого.	Настройка сети стоит меньше.
Масштабируемость	Добавить нового клиента легко, что делает сеть более масштабируемой.	Сеть страдает, если добавляется несколько компьютеров.
Применение	Используется для веб-служб и корпоративных сетей, где ожидается рост, важна безопасность и требуется быстрое время доступа.	Обычно встречается в домах или на малых предприятиях с небольшими проблемами безопасности, а также в различных крупномасштабных сетях обмена файлами.

Сетевые архитектуры

Сетевые архитектуры 
разделяются по скорости передачи данных,
среде передачи, вариантах реализации,
топологии 

Ethernet. 10Мбит/с.

• 10BaseT (Витая
  пара);
• 10Base2 (Тонкий
  коаксиал );
• 10Base5 (Толстый
  коаксиал );
• 10BaseFL (Оптоволокно
  ) .

10Base2
или Тонкий Ethernet

10Base5

IEEE 10Base5 или «толстый» 
Ethernet — самый старый стандарт среди остальных.
В настоящее время затруднительно найти
в продаже новое оборудование для построения
сети на этом стандарте. Основные его параметры
:

10Base-T
или Ethernet на витой
паре

В 1990 году IEEE опубликовал
спецификацию 802.3 для построения сети
Ethernet на основе витой пары. l0BaseT (10 — скорость
передачи 10 Мбит/с, Base — узкополосная,
Т — витая пара) — сеть Ethernet, которая для
соединения компьютеров обычно использует
неэкранированную витую пару ( UTP ). Тем
не менее и экранированная витая пара
( STP ) также может применяться в топологии
lOBaseT без изменения каких-либо ее параметров.
Большинство сетей этого типа строятся
в виде звезды, но по системе передачи
сигналов представляют собой шину, как
и другие конфигурации Ethernet. Обычно концентратор
сети lOBaseT выступает как многопортовый
(multiport) репитер и часто располагается
в распределительной стойке здания. Каждый
компьютер подключается к другому концу
кабеля, соединенного с концентратором,
и использует две пары проводов: одну —
для приема, другую — для передачи. Максимальная
длина сегмента l0BaseT — 100 м (328 футов). Минимальная
длина кабеля — 2,5 м (около 8 футов). Сеть
l0BaseT может обслуживать до 1024 компьютеров.

Идентификация терминалов

Теперь несколько слов о том, как производится обнаружение сетевых компьютеров любого типа. Если кто-нибудь знает любой терминал для подключения присваивается два типа IP-адресов, или, проще говоря, уникальный идентификатор: внутренние и внешние. Внутренний адрес не является уникальным. Но внешний IP, да. В мире нет двух машин с одинаковыми IP. Это то, что позволяет идентифицировать любого гаджета, будь то компьютер, терминал или мобильное устройство на сто процентов.

За все это отвечает соответствующий протокол. На данный момент самым распространенным и наиболее широко используется протокол IPv4. Однако, как показывает практика, он себя уже изжил, потому что он не смог предоставить уникальный адрес в связи с увеличением числа клиентских устройств. Посмотреть на мобильную технику, так как за последнее десятилетие, используемых гаджетов стало настолько много, что почти каждый второй человек в мире имеет в своем распоряжении тот же мобильный телефон.

Network Slicing

Network Slicing подразумевает разделение физической архитектуры 5G на множество виртуальных сетей или слоёв.  Каждый сетевой слой включает в себя функции уровня управления, функции уровня пользовательского трафика и сеть радиодоступа (5G-NR, либо non-3GPP). Базируясь на архитектуре NFV/SDN, каждый слой обладает своими характеристиками и нацелен на решение той или иной бизнес-задачи. 3GPP определяет три стандартных сетевых слоя:

• сверх-широкополосный доступ (eMBB, Enhanced Mobile Broadband) — пользователи глобальной сети Интернет, камеры видеонаблюдения,…
• ультра-надежность  и низкие задержки (URLLC, Ultra Reliable Low Latency Communication) — транспорт без водителя, дополненная и виртуальная реальность,…;
• интернет вещей (IoT, Internet of Things) — миллионы устройств, передающие малые объёмы данных от случая к случаю.

Каждый оператор может определять дополнительные сетевые слои, например, выделенный сетевой слой для критических коммуникаций, для внутрикорпоративной связи и т.д.

Конкретный пользовательский терминал (UE) может обслуживаться одновременно одним или несколькими сетевыми слоями (максимум — 8-ю). При этом модуль AMF является общим для всех слоев, а вот остальные элементы (в т.ч. SMF, UPF) могут различаться. Также различные слои могут включать в себя различные сети радиодоступа, либо единую сеть, но с отличающимися характеристиками. И, как один из бизнес-кейсов, сетевые слои могут иметь различающиеся параметры безопасности.

При регистрации в сети в рамках процедуры установления RRC соединения (и  далее — в сообщении NAS) пользовательский терминал (UE) передает список запрашиваемых сетевых слоев (S-NSSAI — Single Network Slice Selection Assistance Information). На первом шаге, на основании полученных от UE данных, списка сетевых слоев, содержащихся в UDM профиле пользователя и местоположения абонента осуществляется выбор элемента AMF, который может обеспечить необходимый набор услуг. Выбор AMF осуществляется с привлечением модуля выбора сетевого слоя (NSSF) и репозитория сетевых функций (NRF).

На втором шаге назначается модуль управления сессиями (SMF) и далее — шлюз передачи пользовательского трафика (UPF). Назначение SMF/UPF может происходить в соответствии со статическими настройками, либо — динамически (через репозиторий сетевых функций — NRF).

Клиент-серверная сеть

В клиент-серверной сети существует по крайней мере один выделенный центральный сервер, который управляет сетью, и несколько клиентов, которые подключаются к серверу для выполнения конкретных задач.

Клиент-серверная сеть может иметь более одного центрального сервера, каждый из которых выполняет конкретную функцию. Функции могут включать доступ пользователей, хранение данных, управление подключением к Интернету, мониторинг сетевого трафика и т.д.

Несколько клиентов подключаются к одному центральному серверу. Клиент — это компьютер или устройство, управляемое компьютером, которое позволяет пользователям получить доступ к данным на удалённом сервере. Типы клиентов включают смартфоны, настольные компьютеры, ноутбуки и т.д.

Преимущества клиент-серверной сети

В следующем списке показаны основные преимущества использования клиент-серверной сети:

• Централизованное управление серверами облегчает ИТ-командам обновление файлов данных, доступных для пользователей, только изменяя в централизованном расположении. Они также могут следить за данными с одного сервера, чтобы предвидеть потенциальные проблемы.

• При хранении на одном сервере, а не на нескольких клиентах, важная информация может быть лучше защищена от внешних угроз, что означает повышенный уровень безопасности.

• Новые функции могут добавляться на сервер, не прерывая нормальную работу других устройств.

• Данные, поделенные через клиент-серверную сеть, доступны для всех пользователей и легче восстановлены, чем через децентрализованную сеть серверов.

Недостатки клиент-серверной сети

Вот недостатки использования модели клиент-сервер:

• Центральные серверы могут быть дорогими при покупке и обслуживании. Общая стоимость установки клиент-серверной сети также высока.

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

• Клиент-серверная сеть требует высокого уровня знаний от сетевых специалистов для настройки и управления серверным оборудованием и программным обеспечением.

• Сбой центрального сервера могут прервать нарушить все компьютеры или другое оборудование в клиент-серверной сети.

Назначение сервера

Назначение выделенного сервера – администрирование доступа пользователей и клиентских машин к общим ресурсам сети. Соответственно, он решает несколько важнейших задач, обеспечивая:

• Централизованное хранение информации или управление аппаратными средствами (например, когда разделяемым ресурсом выступает принтер).
• Безопасность. К этому кругу задач относятся создание и изменение учетных записей клиентов/пользователей, объединение их в группы, применение правил групповых политик, проверка данных при авторизации.
• Надежность. Включает резервное копирование и восстановление данных, различные варианты аппаратной избыточности и резервирования носителей и каналов связи, балансировку нагрузки на них.

В зависимости от типа общих ресурсов, управление которыми отдано выделенному серверу, различают их виды.

Сетевой

Этот вид выделенных серверов предназначен для управления ЛВС и подключениями клиентов. Реализуется в виде сервера подключений, рабочих групп или контроллера домена. Отвечает за:

• распределение сетевых адресов из локального пула;
• авторизацию пользователей;
• создание и изменение учетных записей клиентов;
• определение и применение политик безопасности, в том числе, групповых.

Полностью находится в ведении группы с административными правами, возможности администрирования рядовым пользователям не предоставляются.

Файловый

Предназначен для хранения файлов и папок, доступ к которым предоставляется всем пользователям сети. Клиенты, как правило, могут скачивать файлы и папки на локальные машины, создавать и добавлять новые. Удаление, архивирование, установку атрибутов и другие ответственные операции выполняет администратор.

Приложений

Эти серверы отвечают за выполнение программ, результаты работы которых доступны пользователям сети. Исполняемый на них программный код называют серверной частью приложения. Программы, запущенные на рабочих станциях, отправляющие запросы к серверу и получающие данные называют клиентской частью.

Как правило, для таких нужд выделяют самые производительные компьютеры с максимальным объемом памяти и емкостью носителей, достаточной для хранения массива рабочих данных всей ЛВС.

Примером служат системы управления базами данных (СУБД), хранящие структурированную информацию и выполняющие запросы на выборку. Клиентский компьютер отправляет такой запрос на серверную часть. Получает он только часть информации из базы данных, соответствующую параметрам запроса.

Коммуникационные

Назначение этих выделенных серверов – обеспечить пользователям и узлам сети дополнительные каналы связи и обмена информацией между собой и с «внешним миром». К ним относятся серверы:

• почтовые, обеспечивающие отправку, прием, сортировку сообщений электронной почты;
• web, предоставляющие доступ к размещенному контенту. При этом сайт может иметь как внутренний, для доступа из ЛВС, так и внешний адрес;
• удаленного доступа. Позволяют пользователям работать на компьютере ЛВС при подключении по внешним каналам связи. Другой вариант использования – превращение рабочих мест клиентов в простые терминалы за счет переноса основной функциональности на один компьютер (сервер терминалов).

Доступа к аппаратным ресурсам

К этому виду выделенных относят принт- и факс-серверы, обеспечивающие доступ клиентам к аппаратным средствам – принтерам, факсам, сканнерам и др. Зачастую сегодня для них не выделяют специальных компьютеров — сетевые узлы реализуют на аппаратном уровне. Они получают собственный адрес и легко настраиваются удаленно.

Характеристики сетевого и периферийного оборудования

Для клиент-серверных сетей особые требования действуют для самих выделенных серверов и оборудования, обеспечивающего их работоспособность и коммуникации.

Основная характеристика для сервера – производительность. Поэтому серверы оснащают специализированными процессорами, устанавливают многопроцессорные платы и конфигурируют из нескольких компьютеров.

Кроме того, значение имеют:

• объем оперативной памяти, особенно для серверов приложений;
• объем накопителей для хранения данных, скорость доступа к ним, варианты организации массива;
• время непрерывной работы оборудования при пропадании электропитания (характеристики ИБП);
• пропускные способности каналов связи, Здесь важны как собственные сетевые интерфейсы (желательна установка Ethernet портов 1 Гбит), так и производительность коммутаторов, диапазоны и количество обслуживаемых подключений точек доступа, характеристики установленных в сети роутеров и т.д.;
• эксплуатационные характеристики периферийных устройств – разрешающие способности дисплеев и сканеров, скорость печати и разрешение принтеров.

Обязательно учитываются приводимые производителями регламенты сервисного обслуживания аппаратуры.

Одноранговая сеть

В одноранговой сети нет центрального сервера, управляющего сетью. Напротив, все компьютеры в сети подключены друг к другу и делятся ресурсами, такими, как файлы, приложения и программы. В одноранговой сети каждый компьютер может быть клиентом или сервером, так как он может запрашивать или предлагать услуги.

Каждый компьютер называется одноранговым и имеет одинаковые способности и права доступа. Ни один компьютер не может контролировать другой компьютер. Например, принтер на одном компьютере может использоваться любым другим компьютером в сети. Точно так же один компьютер в сети может получать доступ или удалять данные с других компьютеров.

Поскольку управление ресурсами и сетевая безопасность не контролируются централизованно, локальная резервная копия требуется для каждого компьютера. Одноранговые компьютеры могут напрямую общаться друг с другом. Нет никаких ограничений, если вы хотите добавить устройство в одноранговую сеть.

Преимущества одноранговой сети

В следующем списке показаны основные преимущества использования одноранговой сети:

• Обмен файлами становится проще. Например, файлы могут быть поделены на больших расстояниях, и они могут быть доступны в любое время в передовой одноранговой сети.

• Вам не нужно вкладывать средства в центральные серверы при настройке одноранговой сети. Кроме того, не требуется штатный системный администратор.

• Новые клиенты могут быть легко добавлены в одноранговую сеть, что делает сеть более гибкой и масштабируемой.

• Если один компьютер выйдет из строя, другие компьютеры в одноранговой сети продолжат работу. Это также предотвращает возникновение узких мест в трафике, поскольку трафик распределяется между несколькими компьютерами.

• Одноранговая сеть поддерживает сотрудничество между разными клиентами, выполняющими разные функции, что приносит пользу всей сети.

Недостатки одноранговой сети

Вот недостатки использования одноранговой модели:

• Поскольку безопасность управляется отдельным компьютером, а не всей сетью, одноранговые сети обычно менее безопасны.

• Каждый компьютер требует своей системы резервного копирования и антивирусного программного обеспечения. Это может увеличить общие расходы на эксплуатацию одноранговой сети.

• Производительность и услуги в рамках всей системы могут быть медленнее, поскольку каждый компьютер выполняет более одной задачи и может быть доступен другим компьютерам.

Процедура «запрос — ответ»

В наиболее общем виде процесс «запрос — ответ» состоит из просьбы браузера к веб-серверу отправить ему веб-страницу и выполнения браузером данной просьбы. После этого браузер занимается отображением страницы.

При этом соблюдается такая последовательность действий.

1. Вы вводите в адресную строку браузера http://server.com.
2. Ваш браузер ищет IP-адрес, соответствующий доменному имени server.com.
3. Браузер посылает запрос на главную страницу server.com.
4. Запрос проходит по Интернету и поступает на веб-сервер server.com.
5. Веб-сервер, получивший запрос, ищет веб-страницу на своем жестком диске.
6. Сервер извлекает веб-страницу и отправляет ее по обратному маршруту в адрес браузера.
7. Браузер отображает веб-страницу.

Процесс получения статичной страницы

При передаче типовой веб-страницы этот процесс осуществляется для каждого имеющегося на ней объекта: элемента графики, встроенного видео- или Flash-ролика и даже шаблона CSS.

Обратите внимание на то, что на шаге 2 браузер ищет IP-адрес, принадлежащий доменному имени server.com. У каждой машины, подключенной к Интернету, включая и ваш компьютер, есть свой IP-адрес

Но, как правило, доступ к веб-серверам осуществляется по именам, таким как google.com. Вам, должно быть, известно, что браузер обращается к вспомогательной интернет-службе, так называемой службе доменных имен (Domain Name Service (DNS)), для того чтобы найти связанный с сервером IP-адрес, а затем воспользоваться им для связи с компьютером.

При передаче динамических веб-страниц процедура состоит из большего количества действий, поскольку к ней могут привлекаться как PHP, так и MySQL.

1. Вы вводите в адресную строку браузера http://server.com.
2. Ваш браузер ищет IP-адрес, соответствующий доменному имени server.com.
3. Браузер посылает запрос на главную страницу server.com.
4. Запрос проходит по Сети и поступает на веб-сервер server.com.
5. Веб-сервер, получивший запрос, ищет веб-страницу на своем жестком диске.
6. Теперь, когда главная страница размещена в его памяти, веб-сервер замечает, что она представлена файлом, включающим в себя PHP-сценарии, и передает страницу интерпретатору PHP.
7. Интерпретатор PHP выполняет PHP-код.
8. Кое-какие фрагменты кода PHP содержат MySQL-инструкции, которые интерпретатор PHP, в свою очередь, передает процессору базы данных MySQL.
9. База данных MySQL возвращает результаты выполнения инструкции интерпретатору PHP.
10. Интерпретатор PHP возвращает веб-серверу результаты выполнения кода PHP, а также результаты, полученные от базы данных MySQL.
11. Веб-сервер возвращает страницу выдавшему запрос клиенту, который отображает эту страницу на экране.

Отображение динамической страницы

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.

Сетевая архитектура: основные типы

Так, как следует из основных толкования термина, компьютерные сети представляют собой определенное количество терминалов (компьютеров, ноутбуков, мобильных устройств), подключенных друг к другу, что и образует сеть.

Вам будет интересно:Linux для игр или как развлечь себя на платформе для программистов

На сегодняшний день существует два основных типа соединения: проводные и беспроводные, которые подключаются через роутер, как через Wi-Fi роутер. Но это лишь верхушка айсберга. В самом деле, сетевая архитектура включает в себя несколько компонентов, и, следовательно, может иметь различные классификации. Считается, что на данный момент существует три типа сетей:

• одноранговые сети;
• сеть с выделенными серверами;
• гибридная сеть, которая включает в себя все типы узлов.

Вам будет интересно:Порт RDP: изменение значений по умолчанию и базовые настройки

Кроме того, отдельная категория вещания, глобальные, локальные, муниципальные, частные сети и другие сорта. Рассмотрены основные понятия.

Архитектура сети Интернет: немного истории

Наконец, заходят в Сеть, который сегодня является крупнейшим в мире. Конечно, это интернет, или всемирной паутине. Прототип всемирной паутины считается коммуникационной сети ARPANET, разработанной для военных целей в США в 1969 году. Потом, правда, проверили связь только между двумя узлами, но подключение к сети с помощью кабеля была установлена с стержнями в Великобритании.

Только гораздо позже, когда идентификация на основе протоколов TCP/IP и системы присвоения доменных имен, и произошло то, что сегодня мы называем Интернетом.

Как правило, считается в интернете, нет единого центрального сервера, где они могли храниться вся информация. Да, сегодня и дисков такой емкости не существует. Вся информация распространяется до сотен тысяч отдельных серверов. Другими словами, Интернет в равной степени можно отнести к одноранговые и гибридные сети. При всем этом на одном компьютере можно создать собственный интернет-сервер, который позволит не только управлять настройками сети, или сохранить нужную информацию, а также предоставлять доступ другим пользователям. Распространение беспроводной доступ в интернет – это не самый простой пример?