Три верхних уровня Эталонной модели взаимодействия открытых сис­тем — сеансовый, представительный и прикладной уровень определяют протоколы, ориентированные на приложения. Протоколы верхних уров­ней устанавливают стандартные для компьютерной сети процедуры вы­полнения прикладных функций.

Так, протокол передачи, доступа и управления файлом (File, Transfer, Access and Management — FTAM) и соответствующая ему прикладная служба определяется стандартом ISO 8571 Международной организации стандартов. Стандартизация обеспечивает взаимодействие пользователей

файловых систем в процессе передачи, доступа или управления храня­щейся информацией таким образом, как если бы файлы хранились в са­мих этих системах. В качестве пользователя файловых систем выступает прикладной процесс, называемый процесс-клиент. Процесс, с помощью которого организуется доступ к удаленному накопителю файлов (файл-серверу), получил название процесс файл-сервер. В качестве по­ставщика средств, с помощью которых процесс-клиент получает доступ к удаленному накопителю файлов, выступает специальный элемент при­кладной службы передачи, доступа и управления файлом.

С целью предоставления возможности подключения различных тер­миналов к компьютерной сети была разработана концепция виртуального терминала. Виртуальный терминал представляет собой некоторый гипо­тетический терминал, обобщающий в себе характерные свойства задан­ного класса устройств (терминалов). Виртуальный терминал реализуется с помощью специального элемента прикладной службы, определенного в документе ISO/DIS 9040.2 Международной организации стандартов. При этом оконечная сторона (пользователь сети) преобразовывает информа­цию своего терминала в формат виртуального терминала для передачи в компьютерную сеть. Правила преобразования задаются с помощью про­токола виртуального терминала (Virtual Terminal Protocol — VTP), изло­женного в документе ISO/DIS 9041.2. Целью этого стандарта является определение алгоритмов взаимодействия протокольных модулей для обеспечения базисного класса службы виртуального терминала. Стандарт определяет следующие основные функции протокола виртуального тер­минала: установление и завершение ассоциации виртуального терминала, согласование, управление диалогом, передача данных, управление достав­кой, обработка ошибок. Кроме того, стандарт специфицирует: наборы процедур для ориентированной на соединение передачи данных и управ­ляющей информации, синхронный и асинхронный режимы работы, средства согласования процедур и параметров службы, а также форматы и правила формирования блоков данных.

Особое место среди служб прикладного уровня занимает система об­работки сообщений (Massage Handling Systems — MHS), предназначенная для обеспечения надежной передачи информации между абонентами компьютерной сети. Особенностью этой системы является асинхрон-ность, то есть передача информации с промежуточным накоплением. В этом смысле функционирование системы обработки сообщений напоми­нает работу почтовой службы. Поэтому такую систему называют также службой электронной почты. Модель и элементы службы электронной почты определены рекомендациями серии Х.400 МККТТ, которая и при­нята Международной организацией стандартов за основу системы обра­ботки сообщений. Рекомендация Х.400 определяет правила взаимодейст­вия абонента (пользователя) с системой при подготовке и редактирова­нии, а также приеме сообщений. Следующая рекомендация серии — Х.401; она определяет услуги базовых служб, обеспечивающих передачу сообщений и поддержку работы системы обработки сообщений. Реко­мендация Х.408 описывает правила преобразования кодов и форматов, а Х.409 определяет синтаксис и систему обозначений передаваемых дан­ных. Самой объемной рекомендацией этой серии является рекомендация Х.410, которая содержит описание общих методов системы обработки со­общений. Рекомендация Х.411 содержит описание протоколов служб пе­редачи сообщений.

Пользователь может являться отправителем или получателем сообще­ний. Прежде чем послать сообщение, пользователь оформляет его, при­давая соответствующий вид и используя нужный синтаксис. (Для этого в большинстве современных компьютерных сетей имеются почтовые про­граммы). Сообщение, сформированное с помощью специальной при­кладной программы процесса, называемой агентом пользователя, пере­сылается подключенному к нему агенту передачи сообщений, при этом используются стандартные примитивы службы обработки сообщений. Агент передачи сообщений представляет собой виртуальный почтовый сер­вер. Используя стандартные протоколы обмена, агенты передачи сообще­ний обеспечивают передачу информации между агентами пользователя. Основная структура передаваемых сообщений состоит из так называемо­го конверта и содержимого сообщения. Конверт содержит необходимую для передачи адресную и управляющую информацию. Содержимое сооб­щения фактически является той информацией, которую отправитель хо­чет передать получателю.

Совокупность всех агентов пользователя и агентов передачи сообще­ний представляет собой систему обработки сообщений. В свою очередь, система обработки сообщений совместно с пользователями образует сре­ду обработки сообщений. Функционирование системы обработки сообще­ний поддерживается службой передачи сообщений. Различают пять катего­рий услуг, предоставляемых службой передачи сообщений. Прежде всего, это базовая служба передачи сообщений, предоставляющая услуги по ин­дикации и управлению передачей сообщений. Следующая категория ус­луг определяет услуги подачи и доставки, предоставляя пользователю воз­можность выбора категории доставки и ряд сервисных услуг. Категория услуг преобразования предоставляет возможность преобразования или за­прета преобразования для конкретных сообщений. Услуги запросов позво­ляют агенту пользователя запрашивать информацию, относящуюся к управлению работой системы передачи сообщений. Категория услуг ста­тусов и информирования позволяет переназначать получателя, а также из­менять продолжительность отсрочки доставки сообщений. Это позволяет передавать и обрабатывать информацию в наиболее удобное время как для компьютерной сети, так и ее абонентов, существенно снижая стои­мость передачи сообщений.

Рассмотренные выше протоколы прикладного уровня являются базо­выми и позволяют организовать взаимодействие компьютерной сети практически с любыми пользовательскими системами.

Технология клиент-сервер.

Характер взаимодействия компьютеров в локальной сети принято свя­зывать с их функциональным назначением. Как и в случае прямого со­единения, в рамках локальных сетей используется понятие клиент и сер­вер. Технология клиент-сервер — это особый способ взаимодействия ком­пьютеров в локальной сети, при котором один из компьютеров (сервер) предоставляет свои ресурсы другому компьютеру (клиенту). В соответст­вии с этим различают одноранговые сети и серверные сети.

При одноранговой архитектуре в сети отсутствуют выделенные серве­ры, каждая рабочая станция может выполнять функции клиента и серве­ра. В этом случае рабочая станция выделяет часть своих ресурсов в общее пользование всем рабочим станциям сети. Как правило, одноранговые сети создаются на базе одинаковых по мощности компьютеров. Одно­ранговые сети являются достаточно простыми в наладке и эксплуатации. В том случае, когда сеть состоит из небольшого числа компьютеров и ее основной функцией является обмен информацией между рабочими стан­циями, одноранговая архитектура является наиболее приемлемым реше­нием. Подобная сеть может быть достаточно быстро и просто реализова­на средствами такой популярной операционной системы как Windows 95.

Наличие распределенных данных и возможность изменения своих серверных ресурсов каждой рабочей станцией усложняет защиту инфор­мации от несанкционированного доступа, что является одним из недос­татков одноранговых сетей. Понимая это, разработчики начинают уде­лять особое внимание вопросам защиты информации в одноранговых се­тях.

Другим недостатком одноранговых сетей является их более низкая производительность. Это объясняется тем, что сетевые ресурсы сосредо­точены на рабочих станциях, которым приходится одновременно выпол­нять функции клиентов и серверов.

В серверных сетях осуществляется четкое разделение функций между компьютерами: одни их них постоянно являются клиентами, а другие — серверами. Учитывая многообразие услуг, предоставляемых компьютер­ными сетями, существует несколько типов серверов, а именно: сетевой сервер, файловый сервер, сервер печати, почтовый сервер и др.

Сетевой сервер представляет собой специализированный компьютер, ориентиро­ванный на выполнение основного объема вычислительных работ и функций по управлению компьютерной сетью. Этот сервер содержит яд­ро сетевой операционной системы, под управлением которой осуществ­ляется работа всей локальной сети. Сетевой сервер обладает достаточно высоким быстродействием и большим объемом памяти. При подобной сетевой организации функции рабочих станций сводятся к вводу-выводу информации и обмену ею с сетевым сервером.

Термин файловый сервер относится к компьютеру, основной функци­ей которого является хранение, управление и передача файлов данных. Он не обрабатывает и не изменяет сохраняемые и передаваемые им фай­лы. Сервер может "не знать", является ли файл текстовым документом, графическим изображением или электронной таблицей. В общем случае на файловом сервере может даже отсутствовать клавиатура и монитор. Все изменения в файлах данных осуществляются с клиентских рабочих станций. Для этого клиенты считывают файлы данных с файлового сер­вера, осуществляют необходимые изменения данных и возвращают их обратно на файловый сервер. Подобная организация наиболее эффек­тивна при работе большого количества пользователей с общей базой данных. В рамках больших сетей может одновременно использоваться несколько файловых серверов.

Сервер печати (принт-сервер) представляет собой печатающее устрой­ство, которое с помощью сетевого адаптера подключается к передающей среде. Подобное сетевое печатающее устройство является самостоятель­ным и работает независимо от других сетевых устройств. Сервер печати обслуживает заявки на печать от всех серверов и рабочих станций. В ка­честве серверов печати используются специальные высокопроизводи­тельные принтеры.

При высокой интенсивности обмена данными с глобальными сетями в рамках локальных сетей выделяются почтовые серверы, с помощью ко­торых обрабатываются сообщения электронной почты. Для эффектив­ного взаимодействия с сетью Internet могут использоваться Web-серверы.

Сетевые технологии

Ethernet

Ethernet - самая популярная технология построения локальных сетей. Основанная на стандарте IEEE 802.3, Ethernet передает данные со скоростью 10 Мбит/с. В сети Ethernet устройства проверяют наличие сигнала в сетевом канале ("прослушивают" его). Если канал не использует никакое другое устройство, то устройство Ethernet передает данные. Каждая рабочая станция в этом сегменте локальной сети анализирует данные и определяет, предназначены ли они ей. Такая схема наиболее действенна при небольшом числе пользователей или незначительном количестве передаваемых в сегменте сообщений. При увеличении числа пользователей сеть будет работать не столь эффективно. В этом случае оптимальное решение состоит в увеличении числа сегментов для обслуживания групп с меньшим числом пользователей. Между тем в последнее время наблюдается тенденция предоставлять каждой настольной системе выделенные линии 10 Мбит/с. Эта тенденция определяется доступностью недорогих коммутаторов Ethernet. Передаваемые в сети Ethernet пакеты могут иметь переменную длину.

Fast Ethernet

В сети Fast Ethernet применяется та же базовая технология, что и в Ethernet - множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Обе технологии основаны на стандарте IEEE 802.3. В результате для создания сетей обоих типов можно использовать (в большинстве случаев) один и тот же тип кабеля, одинаковые сетевые устройства и приложения. Сети Fast Ethernet позволяют передавать данные со скоростью 100 Мбит/с, то есть в десять раз быстрее Ethernet. При усложнении приложений и увеличении числа обращающихся к сети пользователей такая повышенная пропускная способность может помочь избавиться от "узких мест", вызывающих увеличение времени отклика сети.

Преимущества сетевых решений 10/100 Мбит/с

Недавно появилось новое решение, обеспечивающее одновременно широкую совместимость решений 10-Мбит/с Ethernet и 100-Мбит/с Fast Ethernet. "Двухскоростная" технология 10/100-Мбит/с Ethernet/Fast Ethernet позволяет таким устройствам, как сетевые платы, концентраторы и коммутаторы, работать с любой из этих скоростей (в зависимости от того, к какому устройству они подключены). При подсоединении ПК с сетевой платой 10/100-Мбит/с Ethernet/Fast Ethernet к порту концентратора 10 Мбит/с он будет работать со скоростью 10 Мбит/с. Если же подключить его к 10/100-Мбит/с порту концентратора (такого как 3Com SuperStack II Dual Speed Hub 500), то он автоматически опознает новую скорость и поддерживает 100 Мбит/с. Это дает возможность постепенно, в нужном темпе переходить на более высокую производительность. Кроме того, такой вариант позволяет упростить оборудование сетевых клиентов и серверов для поддержки нового поколения приложений, интенсивно использующих полосу пропускания и сетевые службы.