Σε αυτό το κεφάλαιο παρουσιάζονται μερικές βασικές αρχές της δικτύωσης υπολογιστών, περιγράφονται τα πλεονεκτήματα της δικτύωσης, και παρουσιάζεται η ιδέα της σύνδεσης υπολογιστών μεταξύ τους για το σχηματισμό ενός τοπικού δικτύου (για παράδειγμα, ενός εταιρικού ενδοδικτύου) ή ενός δικτύου ευρείας περιοχής (όπως είναι το Internet).
Μετά από αυτό το κεφάλαιο, θα μπορείτε:
> Να δώσετε τον ορισμό ενός δικτύου υπολογιστών.
> Να αναπτύξετε τα πλεονεκτήματα της χρήσης δικτύων.
> Να περιγράψετε ένα τοπικό δίκτυο (LAN) και ένα δίκτυο ευρείας περιοχής (WAN).
> Να προσδιορίσετε τη βασική διαφορά μεταξύ των δικτύων LAN και WAN.
Η έννοια της δικτύωσης
Η έννοια της δικτύωσης (networking) υπάρχει εδώ και αρκετά χρόνια και έχει αποκτήσει πολλές σημασίες. Αν ψάξετε για τη λέξη "δίκτυο" στο λεξικό σας, είναι πιθανό να βρείτε οποιαδήποτε από τις ακόλουθες ερμηνείες:
> Δίχτυ
> Ένα σύστημα διασταυρούμενων γραμμών, διαδρομών, ή καναλιών
> Οποιοδήποτε διασυνδεδεμένο σύστημα για παράδειγμα, ένα δίκτυο τηλεοπτικών σταθμών
> Ένα σύστημα στο οποίο πολλοί ανεξάρτητοι υπολογιστές συνδέονται με στόχο την κοινή χρήση δεδομένων και περιφερειακών συσκευών, όπως σκληρών δίσκων και εκτυπωτών.
Προφανώς, ο ορισμός που μας ενδιαφέρει σε αυτό το κεφάλαιο είναι ο τελευταίος. Ο όρος-κλειδί σε αυτόν τον ορισμό είναι η "κοινή χρήση". Η κοινή χρήση (sharing) είναι ο πρωταρχικός στόχος της δικτύωσης υπολογιστών. Η ικανότητα κοινής χρήσης των πληροφοριών με αποτελεσματικό τρόπο είναι αυτό που προσδίδει στη δικτύωση υπολογιστών την ισχύ και τη γοητεία της. Μάλιστα, όταν μιλάμε για κοινή χρήση πληροφοριών, θα πρέπει να παραδεχτούμε ότι τα ανθρώπινα όντα μοιάζουν από πολλές απόψεις με τους υπολογιστές. Ακριβώς όπως και οι υπολογιστές, οι οποίοι δεν είναι τίποτε περισσότερο από απλές συλλογές πληροφοριών που έχουν αποθηκευτεί σε αυτούς, έτσι και εμείς είμαστε σε μεγάλο βαθμό συλλογές των εμπειριών μας και των πληροφοριών που μας έχουν δοθεί. Όταν θέλουμε να αναπτύξουμε τις γνώσεις μας, διευρύνουμε τις εμπειρίες μας και συλλέγουμε περισσότερες πληροφορίες. Για παράδειγμα, για να μάθουμε περισσότερα σχετικά με τους υπολογιστές, μπορούμε να κάνουμε μια ανεπίσημη συζήτηση με φίλους που εργάζονται σε αυτόν τον τομέα, να καθήσουμε ξανά σε ένα θρανίο και να παρακολουθήσουμε μια σειρά μαθημάτων, ή να μελετήσουμε ένα βιβλίο αυτοδιδασκαλίας σαν και αυτό. Όποια μέθοδο και αν επιλέξουμε, προκειμένου να χρησιμοποιήσουμε τις γνώσεις και την εμπειρία άλλων ανθρώπων πρέπει να δικτυωθούμε μαζί τους.
Αυτό το σύστημα λειτουργεί ικανοποιητικά κάτω από ορισμένες συνθήκες και έχει κάποια πλεονεκτήματα - μας δίνει τη δυνατότητα, όση ώρα ανταλλάσσουμε και συγχωνεύουμε τα δεδομένα, να σταματήσουμε για έναν καφέ ή να έλθουμε σε πραγματική επαφή με ένα φίλο - είναι όμως υπερβολικά αργό και αναποτελεσματικό για να ικανοποιήσει τις ανάγκες και τις προσδοκίες των σημερινών χρηστών υπολογιστών. Η ποσότητα των δεδομένων που πρέπει να είναι κοινόχρηστα και οι αποστάσεις στις οποίες θέλουμε να διαβιβαστούν αυτά τα δεδομένα υπερβαίνουν πλέον πολύ τις δυνατότητες του "περιπατητικού" δικτύου.
Τι θα συνέβαινε όμως αν ο υπολογιστής της Εικόνας 1.1 συνδεόταν με άλλους υπολογιστές; Θα μπορούσε έτσι να χρησιμοποιεί δεδομένα από κοινού με τους άλλους υπολογιστές και να στέλνει έγγραφα σε άλλους εκτυπωτές. Αυτή η σύνδεση μεταξύ υπολογιστών και άλλων συσκευών ονομάζεται δίκτυο (network) και η έννοια των συνδεδεμένων υπολογιστών οι οποίοι χρησιμοποιούν πόρους από κοινού ονομάζεται δικτύωση (networking). (Δείτε την Εικόνα 1.3.)
Εικόνα 1-3 Ένα απλό δίκτυο υπολογιστών
Σε τι ωφελεί η χρήση ενός δικτύου υπολογιστών;
Mε τη διαθεσιμότητα και την ισχύ των σημερινών προσωπικών υπολογιστών, ίσως αναρωτηθείτε σε τι χρησιμεύουν τα δίκτυα. Από τα πρώτα δίκτυα μέχρι τους σημερινούς πανίσχυρους προσωπικούς υπολογιστές η απάντηση παραμένει η ίδια: τα δίκτυα αυξάνουν την αποτελεσματικότητα και μειώνουν το κόστος. Τα δίκτυα υπολογιστών επιτυγχάνουν αυτούς τους στόχους με τρεις κυρίως τρόπους:
> Με την κοινή χρήση πληροφοριών (ή δεδομένων)
> Με την κοινή χρήση υλικού και λογισμικού
> Με τη δυνατότητα διαχείρισης και υποστήριξης από ένα κεντρικό σημείο
Πιο συγκεκριμένα, οι υπολογιστές που αποτελούν τμήμα ενός δικτύου μπορούν να χρησιμοποιούν από κοινού τα ακόλουθα:
> Έγγραφα (υπομνήματα, λογιστικά φύλλα, τιμολόγια, κ.λπ.).
> Μηνύματα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου.
> Λογισμικό επεξεργασίας κειμένου.
> Λογισμικό παρακολούθησης έργων.
> Εικόνες, φωτογραφίες, βίντεο, και αρχεία ήχου.
> Ζωντανές εκπομπές ήχου και βίντεο.
> Εκτυπωτές.
> Συσκευές φαξ.
> Μόντεμ.
> Μονάδες CD-ROM και άλλες μονάδες αφαιρούμενων μέσων, όπως Zip και Jaz.
> Σκληρούς δίσκους.
Στην πραγματικότητα, οι επιλογές κοινής χρήσης είναι ακόμη περισσότερες. Καθώς ανακαλύπτονται νέοι τρόποι κοινής χρήσης και επικοινωνίας μέσω των υπολογιστών, οι δυνατότητες των δικτύων επεκτείνονται συνεχώς.
Κοινή χρήση πληροφοριών (ή δεδομένων)
Η δυνατότητα για κοινή χρήση πληροφοριών γρήγορα και φθηνά έχει αποδειχθεί ότι αποτελεί μια από τις πλέον δημοφιλείς εφαρμογές της τεχνολογίας των δικτύων. Είναι κοινή διαπίστωση ότι το ηλεκτρονικό ταχυδρομείο αποτελεί μακράν την υπ' αριθμόν ένα δραστηριότητα των ατόμων που χρησιμοποιούν το Internet. Πολλές επιχειρήσεις έχουν επενδύσει σε δίκτυα μόνο και μόνο για να αξιοποιήσουν τα προγράμματα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου και χρονοπρογραμματισμού που έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν σε περιβάλλον δικτύου.
Κάνοντας διαθέσιμες τις πληροφορίες για κοινή χρήση, τα δίκτυα μπορούν να μειώσουν την ανάγκη επικοινωνίας με χαρτί, να αυξήσουν την αποτελεσματικότητα, και να κάνουν σχεδόν οποιονδήποτε τύπο δεδομένων ταυτόχρονα διαθέσιμο σε όλους τους χρήστες που τα χρειάζονται. Τα στελέχη των επιχειρήσεων μπορούν να χρησιμοποιούν αυτά τα βοηθήματα για να επικοινωνούν γρήγορα και αποτελεσματικά με πάρα πολλούς ανθρώπους, καθώς επίσης και για να οργανώνουν και να χρονοπρογραμματίζουν συσκέψεις με άτομα που ανήκουν σε μια ολόκληρη εταιρεία ή επιχείρηση πολύ πιο εύκολα απ' ό,τι παλαιότερα. (Δείτε την Εικόνα 1.4.)
Χρονοπρογραμματισμός με Microsoft Outlook
Κοινή χρήση υλικού και λογισμικού
Πριν από την έλευση των δικτύων, κάθε χρήστης υπολογιστή έπρεπε να έχει το δικό του εκτυπωτή, σχεδιογράφο, και άλλα περιφερειακά' ο μόνος τρόπος με τον οποίο μπορούσαν οι χρήστες να χρησιμοποιήσουν έναν εκτυπωτή ήταν να καθήσουν, ο ένας μετά τον άλλο, στον υπολογιστή που ήταν συνδεδεμένος με τον εκτυπωτή. Στην Εικόνα 1.5 μπορείτε να δείτε ένα συνηθισμένο αυτόνομο σταθμό εργασίας με εκτυπωτή.
Τα δίκτυα δίνουν τη δυνατότητα σε πολύ κόσμο να χρησιμοποιεί από κοινού δεδομένα και περιφερειακά ταυτόχρονα. Αν έναν εκτυπωτή πρέπει να μπορούν να τον χρησιμοποιήσουν πολλά άτομα, αυτά τα άτομα μπορούν να χρησιμοποιήσουν έναν εκτυπωτή που είναι διαθέσιμος μέσω του δικτύου. Στην Εικόνα 1.6 φαίνεται ένα συνηθισμένο περιβάλλον δικτύου στο οποίο πέντε σταθμοί εργασίας χρησιμοποιούν από κοινού τον ίδιο εκτυπωτή.
Κοινή χρήση εκτυπωτή σε περιβάλλον δικτύου
Τα δίκτυα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την κοινή χρήση και την τυποποίηση διαφόρων εφαρμογών - όπως επεξεργαστών κειμένου, λογιστικών φύλλων, βάσεων δεδομένων, κ.λπ. - έτσι ώστε να εξασφαλίζεται ότι όλα τα μέλη του δικτύου θα χρησιμοποιούν τις ίδιες εφαρμογές και τις ίδιες εκδόσεις αυτών των εφαρμογών. Με αυτόν τον τρόπο, τα έγγραφα μπορούν να χρησιμοποιούνται εύκολα από κοινού, ενώ παράλληλα αυξάνεται η αποτελεσματικότητα σε ό,τι αφορά την κατάρτιση του προσωπικού - είναι πολύ πιο εύκολο να μάθουν όλοι σε βάθος μία εφαρμογή επεξεργασίας κειμένου παρά να προσπαθούν να μάθουν τέσσερις ή πέντε διαφορετικές τέτοιες εφαρμογές.
Διαχείριση και υποστήριξη από ένα κεντρικό σημείο
Η χρήση υπολογιστών σε δίκτυο μπορεί να απλοποιήσει τις εργασίες υποστήριξης. Είναι πολύ πιο εύκολο για το τεχνικό προσωπικό να υποστηρίζει μία έκδοση ενός λειτουργικού συστήματος ή εφαρμογής και να ρυθμίζει όλους τους υπολογιστές με τον ίδιο τρόπο, παρά να πρέπει να υποστηρίζει πολλά μεμονωμένα και μοναδικά συστήματα και εγκαταστάσεις.
Οι δύο σημαντικότεροι τύποι δικτύου: τοπικά δίκτυα και δίκτυα ευρείας περιοχής
Τα δίκτυα υπολογιστών κατατάσσονται σε δύο ομάδες, ανάλογα με το μέγεθος και τη λειτουργία τους. Το τοπικό δίκτυο (local area network, LAN) είναι ο θεμέλιος λίθος οποιουδήποτε δικτύου υπολογιστών. Ένα τοπικό δίκτυο μπορεί να είναι από πολύ απλό (δύο υπολογιστές συνδεδεμένοι με καλώδιο) έως πάρα πολύ περίπλοκο (εκατοντάδες συνδεδεμένοι υπολογιστές και περιφερειακά μιας μεγάλης επιχείρησης). (Δείτε την Εικόνα 1.7.) Το πλέον χαρακτηριστικό γνώρισμα ενός τοπικού δικτύου είναι ότι περιορίζεται σε μια συγκεκριμένη γεωγραφική περιοχή.
Ένα τοπικό δίκτυο (LAN)
Το δίκτυο ευρείας περιοχής (wide area network, WAN), από την άλλη πλευρά, δεν έχει γεωγραφικά όρια (δείτε την Εικόνα 1.8). Μπορεί να συνδέει υπολογιστές και άλλες συσκευές ακόμη και αν αυτές βρίσκονται στις τέσσερις γωνίες της γης. Ένα δίκτυο ευρείας περιοχής αποτελείται από μια σειρά διασυνδεδεμένων τοπικών δικτύων (LAN). Θα μπορούσε κανείς να πει ότι το απόλυτο δίκτυο WAN είναι το Internet.
Ένα δίκτυο ευρείας περιοχής (WAN)
Λίγα λόγια για τους τρόπους διευθέτησης των δικτύων
Σε γενικές γραμμές, όλα τα δίκτυα έχουν ορισμένα κοινά στοιχεία, λειτουργίες, και δυνατότητες (δείτε την Εικόνα 1.9):
> Διακομιστές (servers) - Υπολογιστές που παρέχουν κοινόχρηστους πόρους στους χρήστες του
δικτύου.
> Πελάτες (clients) - Υπολογιστές που έχουν πρόσβαση στους κοινόχρηστους πόρους του δικτύου οι οποίοι παρέχονται από ένα διακομιστή.
> Μέσα (media) - Τα καλώδια με τα οποία γίνονται οι φυσικές συνδέσεις.
> Κοινόχρηστα δεδομένα (shared data) - Αρχεία που παρέχονται στους πελάτες από τους διακομιστές σε ολόκληρο το δίκτυο.
> Κοινόχρηστους εκτυπωτές και άλλα περιφερειακά - Πρόσθετοι πόροι που παρέχονται από τους διακομιστές.
> Πόρους (resources) - Οποιαδήποτε υπηρεσία ή συσκευή (όπως αρχεία, εκτυπωτές, ή άλλα στοιχεία) που διατίθεται για χρήση από τα μέλη του δικτύου.
Ακόμη και με αυτές τις ομοιότητες, τα δίκτυα χωρίζονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες που απεικονίζονται στην Εικόνα 1.10:
> Ομότιμα δίκτυα (peer-to-peer networks)
> Δίκτυα βασισμένα σε διακομιστές (server-based networks)
Παραδείγματα ομότιμου δικτύου και δικτύου βασισμένου σε διακομιστές
Ο διαχωρισμός μεταξύ ομότιμων δικτύων και δικτύων βασισμένων σε διακομιστές είναι σημαντικός, επειδή ο κάθε τύπος έχει διαφορετικές δυνατότητες. Ο τύπος δικτύου που θα επιλέξετε να υλοποιήσετε εξαρτάται από τους ακόλουθους παράγοντες:
> Το μέγεθος της επιχείρησης.
> Το απαιτούμενο επίπεδο ασφαλείας.
> Τον τύπο των συναλλαγών.
> Το επίπεδο της διαθέσιμης διαχειριστικής υποστήριξης.
> Τον όγκο της κίνησης στο δίκτυο.
> Τις ανάγκες των χρηστών του δικτύου.
> Τον προϋπολογισμό του δικτύου.
Ομότιμα δίκτυα
Σε ένα ομότιμο δίκτυο δεν υπάρχουν αποκλειστικοί διακομιστές, ούτε υφίσταται κάποια ιεραρχία μεταξύ των υπολογιστών. Όλοι οι υπολογιστές είναι ίσοι μεταξύ τους - άρα, ομότιμοι. Κάθε υπολογιστής λειτουργεί και ως πελάτης και ως διακομιοτής, και δεν υπάρχει κάποιος διαχειριστής υπεύθυνος για ολόκληρο το δίκτυο. Ο χρήστης κάθε υπολογιστή προσδιορίζει τα δεδομένα του υπολογιστή του που θα χρησιμοποιούνται από κοινού στο δίκτυο. Στην Εικόνα 1.11 μπορείτε να δείτε ένα ομότιμο δίκτυο στο οποίο κάθε υπολογιστής λειτουργεί ταυτόχρονα ως πελάτης και ως διακομιστής.
Μέγεθος
Τα ομότιμα δίκτυα ονομάζονται επίσης ομάδες εργασίας (workgroups). Ο όρος "ομάδα εργασίας" συνεπάγεται μικρό πλήθος ατόμων' τα ομότιμα δίκτυα αποτελούνται συνήθως από 10 το πολύ υπολογιστές.
Κόστος
Τα ομότιμα δίκτυα είναι σχετικά απλά. Επειδή κάθε υπολογιστής λειτουργεί ως πελάτης και διακομιστής, δεν υπάρχει λόγος ύπαρξης κάποιου ισχυρού κεντρικού διακομιστή ή άλλων στοιχείων που είναι απαραίτητα για τα δίκτυα υψηλής χωρητικότητας. Κατά συνέπεια, τα ομότιμα δίκτυα είναι συνήθως λιγότερο ακριβά από τα δίκτυα που βασίζονται σε διακομιστές.
Λειτουργικά συστήματα
Σε ένα ομότιμο δίκτυο, το λογισμικό δικτύωσης δεν απαιτείτο ίδιο πρότυπο επιδόσεων και επίπεδο ασφαλείας όπως το λογισμικό δικτύωσης που έχει σχεδιαστεί για αποκλειστικούς διακομιστές. Οι αποκλειστικοί διακομιστές (dedicated servers) λειτουργούν μόνο ως διακομιστές - και όχι ως πελάτες ή σταθμοί εργασίας. Περιγράφονται αναλυτικά στη συνέχεια αυτού του μαθήματος.
Επειδή η ομότιμη δικτύωση είναι ενσωματωμένη σε πολλά λειτουργικά συστήματα, συνήθως δεν απαιτείται πρόσθετο λογισμικό για την εγκατάσταση ενός ομότιμου δικτύου.
Υλοποίηση
Στα συνηθισμένα περιβάλλοντα δικτύωσης, η ομότιμη υλοποίηση προσφέρει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:
> Οι υπολογιστές βρίσκονται στα γραφεία των χρηστών.
> Οι χρήστες ενεργούν ως διαχειριστές του ίδιου τους του υπολογιστή και είναι ελεύθεροι να κάνουν ό,τι θέλουν για να διασφαλίσουν τα δεδομένα τους.
> Οι υπολογιστές του δικτύου συνδέονται μεταξύ τους με ένα απλό και ευδιάκριτο σύστημα καλωδίωσης.
Πότε πρέπει να χρησιμοποιούνται ομότιμα δίκτυα
Τα ομότιμα δίκτυα αποτελούν καλή επιλογή για περιβάλλοντα στα οποία:
> Υπάρχουν μέχρι και δέκα χρήστες.
> Οι χρήστες χρησιμοποιούν από κοινού πόρους, όπως αρχεία και εκτυπωτές, αλλά δεν υπάρχουν εξειδικευμένοι διακομιστές.
> Η ασφάλεια δεν έχει μεγάλη σημασία.
> Η επιχείρηση και το δίκτυο αναμένεται να έχουν περιορισμένη ανάπτυξη στο άμεσο μέλλον.
Όταν ισχύουν αυτές οι συνθήκες, η υλοποίηση ενός ομότιμου δικτύου είναι, κατά πάσα πιθανότητα, καλύτερη επιλογή από την υλοποίηση ενός δικτύου που θα βασίζεται σε διακομιστές.
Θέματα που αφορούν τα ομότιμα δίκτυα
Παρά το γεγονός ότι ένα ομότιμο δίκτυο μπορεί συνήθως να καλύψει τις ανάγκες μιας μικρής επιχείρησης, δεν είναι κατάλληλο για όλα τα περιβάλλοντα. Στο υπόλοιπο αυτής της ενότητας θα αναφερθούμε σε ορισμένα θέματα που πρέπει να έχει μελετήσει ο σχεδιαστής του δικτύου πριν επιλέξει τον τύπο δικτύου που θα υλοποιήσει.
Διαχείριση
Στις εργασίες διαχείρισης ενός δικτύου περιλαμβάνονται τα εξής:
> Διαχείριση χρηστών και ασφάλειας.
> Διάθεση πόρων.
> Συντήρηση εφαρμογών και δεδομένων.
> Εγκατάσταση και αναβάθμιση λογισμικού εφαρμογών και λειτουργικού συστήματος.
Σε ένα συνηθισμένο ομότιμο δίκτυο, κανένας διαχειριστής συστήματος δεν επιβλέπει τη διαχείριση για ολόκληρο το δίκτυο. Αντίθετα, κάθε μεμονωμένος χρήστης διαχειρίζεται τον υπολογιστή του.
Κοινή χρήση πόρων
Όλοι οι χρήστες μπορούν να χρησιμοποιούν από κοινού όλους τους πόρους τους με όποιον τρόπο θέλουν. Σε αυτούς τους πόρους περιλαμβάνονται δεδομένα σε κοινόχρηστους φακέλους (καταλόγους) δίσκων, εκτυπωτές, κάρτες φαξ, κ.ο.κ.
Απαιτήσεις διακομιστή
Σε ένα ομότιμο περιβάλλον, κάθε υπολογιστής πρέπει:
> Να χρησιμοποιεί ένα μεγάλο ποσοστό των πόρων του για την υποστήριξη του χρήστη του υπολογιστή που είναι γνωστός ως τοπικός χρήστης (local user).
> Να χρησιμοποιεί πρόσθετους πόρους (όπως χώρο στο σκληρό δίσκο και μνήμη) για την υποστήριξη της πρόσβασης του χρήστη σε πόρους του δικτύου - σε αυτή την περίπτωση, ο χρήστης θεωρείται απομακρυσμένος χρήστης (remote user).
Ενώ ένα δίκτυο βασισμένο σε διακομιστές απαλλάσσει το χρήστη από αυτές τις απαιτήσεις, απαιτεί τουλάχιστον έναν ισχυρό αποκλειστικό διακομιστή που θα ικανοποιεί τις απαιτήσεις όλων των πελατών του δικτύου.
Ασφάλεια
Σε ένα δίκτυο υπολογιστών, η ασφάλεια (διασφάλιση των υπολογιστών και των δεδομένων που είναι αποθηκευμένα σε αυτούς από ζημιά ή μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση) συνίσταται στον ορισμό ενός κωδικού πρόσβασης για έναν πόρο (για παράδειγμα, ένα φάκελο δίσκου) που χρησιμοποιείται από κοινού στο δίκτυο. Όλοι οι χρήστες ενός ομότιμου δικτύου καθορίζουν μόνοι τους την ασφάλεια τους και οι κοινόχρηστοι πόροι μπορούν να υπάρχουν σε οποιονδήποτε υπολογιστή και όχι μόνο σε έναν κεντρικό διακομιστή' κατά συνέπεια, είναι πολύ δύσκολο να διατηρηθεί ο κεντρικός έλεγχος. Αυτή η έλλειψη ελέγχου έχει σημαντική επίδραση στην ασφάλεια του δικτύου, επειδή ενδέχεται ορισμένοι χρήστες να μην έχουν λάβει κανένα μέτρο ασφαλείας. Αν η ασφάλεια αποτελεί σημαντικό ζήτημα, ίσως είναι προτιμότερη η υλοποίηση ενός δικτύου βασισμένου σε διακομιστές.
Εκπαίδευση
Επειδή κάθε υπολογιστής ενός ομότιμου περιβάλλοντος μπορεί να ενεργήσει τόσο ως διακομιστής όσο και ως πελάτης, οι χρήστες χρειάζονται εκπαίδευση πριν μπορέσουν να λειτουργήσουν κανονικά ως χρήστες αλλά και ως διαχειριστές των υπολογιστών τους.
Δίκτυα βασισμένα σε διακομιστές
Σε ένα περιβάλλον με περισσότερους από δέκα χρήστες, ένα ομότιμο δίκτυο - στο οποίο οι υπολογιστές λειτουργούν παράλληλα ως διακομιστές και ως πελάτες - ίσως να μην είναι κατάλληλο. Κατά συνέπεια, τα περισσότερα δίκτυα έχουν αποκλειστικούς διακομιστές. Αποκλειστικός (dedicated) είναι ένας διακομιστής που λειτουργεί μόνο ως διακομιστής και δεν χρησιμοποιείται ως υπολογιστής-πελάτης ή ως σταθμός εργασίας. Οι διακομιστές θεωρούνται "αποκλειστικοί"' επειδή δεν είναι πελάτες οι ίδιοι, και επειδή έχουν βελτιστοποιηθεί για να εξυπηρετούν τα αιτήματα των πελατών του δικτύου όσο το δυνατό ταχύτερα και να εξασφαλίζουν την ασφάλεια των αρχείων και των φακέλων. Τα δίκτυα που είναι βασισμένα σε διακομιστές (δείτε την Εικόνα 1.12) αποτελούν στις μέρες μας τυπικά μοντέλα δικτύωσης.
Όσο αυξάνεται το μέγεθος των δικτύων (καθώς αυξάνεται το πλήθος των συνδεδεμένων υπολογιστών, οι πραγματικές αποστάσεις, και η κίνηση των δεδομένων μεταξύ τους), χρειάζονται συνήθως περισσότεροι από ένας διακομιστές. Η διασπορά των εργασιών δικτύωσης σε πολλούς διακομιστές εξασφαλίζει ότι κάθε εργασία θα πραγματοποιείται όσο το δυνατό αποτελεσματικότερα.
Εξειδικευμένοι διακομιστές
Οι διακομιστές πρέπει να εκτελούν ποικίλες και πολύπλοκες εργασίες. Οι διακομιστές των μεγάλων δικτύων είναι "εξειδικευμένοι" (specialized) έτσι ώστε να ικανοποιούν τις διευρυνόμενες ανάγκες των χρηστών. Ακολουθούν παραδείγματα διαφόρων τύπων διακομιστών οι οποίοι περιλαμβάνονται σε πολλά μεγάλα δίκτυα. (Δείτε την Εικόνα 1.13.)
Διακομιστές αρχείων και εκτύπωσης
Οι διακομιστές αρχείων και εκτύπωσης (file and print servers) διαχειρίζονται την πρόσβαση των χρηστών και τη χρήση των πόρων των αρχείων και των εκτυπωτών. Για παράδειγμα, όταν ένας χρήστης του δικτύου χρησιμοποιεί μια εφαρμογή επεξεργασίας κειμένου, αυτή η εφαρμογή εκτελείται στον υπολογιστή του. Το έγγραφο κειμένου που έχει αποθηκευτεί στο διακομιστή αρχείων και εκτύπωσης φορτώνεται στη μνήμη του υπολογιστή του ώστε να μπορεί να το επεξεργαστεί ή να το χρησιμοποιήσει τοπικά. Με άλλα λόγια, οι διακομιστές αρχείων και εκτύπωσης χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση αρχείων και δεδομένων.
Διακομιστές εφαρμογών
Οι διακομιστές εφαρμογών (application servers) βρίσκονται στην "πλευρά" του διακομιστή των εφαρμογών πελάτη/διακομιστή (client/server applications), ενώ περιέχουν και δεδομένα που είναι διαθέσιμα για τους πελάτες. Για παράδειγμα, στους διακομιστές αποθηκεύονται μεγάλες ποσότητες δεδομένων που έχουν οργανωθεί για εύκολη ανάκτηση. Συνεπώς, ένας διακομιστής εφαρμογών διαφέρει από ένα διακομιστή αρχείων και εκτύπωσης. Στην περίπτωση του διακομιστή αρχείων και εκτύπωσης, "φορτώνονται" στον υπολογιστή που υπέβαλε το ερώτημα όλα τα δεδομένα ή ολόκληρο το αρχείο' αντίθετα, στην περίπτωση του διακομιστή εφαρμογών, η βάση δεδομένων παραμένει στο διακομιστή, και στον υπολογιστή που υπέβαλε το ερώτημα "φορτώνονται" μόνο τα αποτελέσματα του ερωτήματος.
Μια εφαρμογή πελάτη η οποία εκτελείται τοπικά αποκτά πρόσβαση στα δεδομένα του διακομιστή εφαρμογών. Για παράδειγμα, θα μπορούσατε να ψάξετε στη βάση δεδομένων των υπαλλήλων για όλους τους υπαλλήλους που γεννήθηκαν Νοέμβριο. Αντί για ολόκληρη τη βάση δεδομένων, ο διακομιστής θα "φορτώσει" στον τοπικό σας υπολογιστή μόνο τα αποτελέσματα του ερωτήματος σας.
Διακομιστές αλληλογραφίας
Οι διακομιστές αλληλογραφίας (mail servers) λειτουργούν ως διακομιστές εφαρμογών από την άποψη ότι υπάρχουν ξεχωριστές εφαρμογές διακομιστών και πελατών και τα δεδομένα φορτώνονται επιλεκτικά από το διακομιστή στον πελάτη.
Διακομιστές φαξ
Οι διακομιστές φαξ fax servers) διαχειρίζονται την κίνηση των φαξ προς και από το δίκτυο μέσω της κοινής χρήσης ενός ή περισσότερων φαξ-μόντεμ.
Διακομιστές επικοινωνιών
Οι διακομιστές επικοινωνιών (communications servers) χειρίζονται τη ροή των δεδομένων και τα μηνύματα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου μεταξύ των δικτύων τους και άλλων δικτύων, μεγάλων υπολογιστικών συστημάτων (mainframe), ή απομακρυσμένων χρηστών που καλούν τους διακομιστές μέσω μόντεμ και τηλεφωνικών γραμμών.
Διακομιστές υπηρεσιών καταλόγου
Οι διακομιστές υπηρεσιών καταλόγου (directory services servers) επιτρέπουν στους χρήστες να εντοπίζουν, να αποθηκεύουν, και να ασφαλίζουν πληροφορίες στο δίκτυο. Για παράδειγμα, υπάρχει λογισμικό διακομιστή το οποίο συνδυάζει τους υπολογιστές σε λογικές ομάδες - που ονομάζονται τομείς ή περιοχές (domains) - οι οποίες επιτρέπουν σε οποιονδήποτε χρήστη του δικτύου να αποκτήσει πρόσβαση σε οποιονδήποτε πόρο του δικτύου.
Η χρήση εξειδικευμένων διακομιστών αποκτά μεγαλύτερη σημασία στην περίπτωση των εκτεταμένων δικτύων. Ο σχεδιαστής πρέπει να λάβει υπόψη του την προβλεπόμενη ανάπτυξη του δικτύου, έτσι ώστε να μη διακοπεί η χρήση του δικτύου αν να αλλάξει ο ρόλος ενός συγκεκριμένου διακομιστή.
Εξειδικευμένοι διακομιστές
Ο ρόλος του λογισμικού σε ένα περιβάλλον βασισμένο σε διακομιστές
Ένας διακομιστής δικτύου και το λειτουργικό του σύστημα λειτουργούν μαζί ως μία οντότητα. Ανεξάρτητα από το πόσο ισχυρός ή πόσο εξελιγμένος είναι ένας διακομιστής, είναι άχρηστος χωρίς ένα λειτουργικό σύστημα που να μπορεί να αξιοποιήσει τους φυσικούς του πόρους. Τα εξελιγμένα λειτουργικά συστήματα διακομιστών, όπως αυτά της Microsoft και της Novell, έχουν σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε να αξιοποιούν το πλέον εξελιγμένο υλικό διακομιστών. Τα λειτουργικά συστήματα δικτύου περιγράφονται αναλυτικά στο Κεφάλαιο 4, "Λειτουργικά συστήματα δικτύων", και στο Κεφάλαιο 8, "Σχεδιασμός και εγκατάσταση δικτύου".
Πλεονεκτήματα δικτύων βασισμένων σε διακομιστές
Παρόλο που είναι πιο πολύπλοκο στην εγκατάσταση, τη διευθέτηση, και τη διαχείριση, τα δίκτυα που βασίζονται σε διακομιστές παρουσιάζουν πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα απλά ομότιμα δίκτυα.
Κοινή χρήση πόρων
Ένας διακομιστής έχει σχεδιαστεί ώστε να παρέχει πρόσβαση σε πολλά αρχεία και εκτυπωτές, διατηρώντας ταυτόχρονα τις επιδόσεις και την ασφάλεια για το χρήστη.
Υπάρχει δυνατότητα κεντρικής διαχείρισης και ελέγχου της κοινής χρήσης των δεδομένων μέσω του διακομιστή. Επειδή αυτοί οι κοινόχρηστοι πόροι βρίσκονται σε κάποιο κεντρικό σημείο, η εύρεση και η υποστήριξη τους είναι ευκολότερη από εκείνη των πόρων των μεμονωμένων υπολογιστών.
Ασφάλεια
Η ασφάλεια είναι συχνά ο πρωταρχικός λόγος για την επιλογή μιας προσέγγισης δικτύωσης βασισμένης σε διακομιστές. Σε ένα περιβάλλον δικτύου βασισμένου σε διακομιστές, υπεύθυνος για την ασφάλεια μπορεί να είναι ένας μόνο διαχειριστής που θα ορίζει την πολιτική και θα την εφαρμόζει σε κάθε χρήστη του δικτύου. Μια μέθοδος κεντρικής διαχείρισης της ασφάλειας παρουσιάζεται στην Εικόνα 1.14.
Ένας μόνο διαχειριστής χειρίζεται την ασφάλεια ολόκληρου του δικτύου
Αντίγραφα ασφαλείας
Οι λήψεις αντιγράφων ασφαλείας (εφεδρικών αντιγράφων, backups) μπορούν να προγραμματιστούν ώστε να γίνονται πολλές φορές στη διάρκεια μιας ημέρας ή μία φορά την εβδομάδα, ανάλογα με τη σημασία και την αξία των δεδομένων. Λήψεις αντιγράφων ασφαλείας των δεδομένων του διακομιστή μπορούν να προγραμματιστούν με τέτοιο τρόπο ώστε να εκτελούνται αυτόματα σύμφωνα με ένα προκαθορισμένο χρονοδιάγραμμα, ακόμη και αν οι διακομιστές βρίσκονται σε διαφορετικά σημεία του δικτύου.
Πλεονασμός
Μέσω της χρήσης μεθόδων λήψης αντιγράφων ασφαλείας που είναι γνωστές ως συστήματα πλεονασμού (redundancy systems), τα δεδομένα οποιουδήποτε διακομιστή μπορούν να αναπαραχθούν και να διατηρούνται σε "άμεση χρήση" (online). Ακόμη και αν το κύριο μέσο αποθήκευσης δεδομένων πάθει κάτι, θα μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα αντίγραφο ασφαλείας των δεδομένων για να τα ανακτήσετε.
Αριθμός χρηστών
Ένα δίκτυο βασισμένο σε διακομιστές μπορεί να υποστηρίζει χιλιάδες χρήστες. Η διαχείριση αυτού του τύπου δικτύου θα ήταν αδύνατη με ένα ομότιμο δίκτυο, αλλά τα σημερινά βοηθητικά προγράμματα παρακολούθησης και διαχείρισης δικτύων κάνουν δυνατή την υλοποίηση και απρόσκοπτη λειτουργία ενός δικτύου βασισμένου σε διακομιστές στο οποίο θα είναι συνδεδεμένοι πάρα πολλοί χρήστες.
Θέματα υλικού
Το υλικό των υπολογιστών-πελατών είναι δυνατό να περιοριστεί στις ανάγκες του χρήστη, επειδή οι πελάτες δεν χρειάζονται ούτε την πρόσθετη μνήμη τυχαίας προσπέλασης (RAM) ούτε τον επιπλέον χώρο αποθήκευσης στο δίσκο που απαιτούνται για την παροχή υπηρεσιών διακομιστή. Ένας συνηθισμένος υπολογιστής-πελάτης συχνά δεν έχει τίποτε πέρα από έναν επεξεργαστή Pentium και 32 megabyte (MB) μνήμης RAM.
