Многопользовательские информационные системы и среды. Принципы и примеры построения

У величение размеров сети приводит как к увеличению количества устройств, обеспечивающих её функционирование, так и к увеличению их сложности и числа пользователей сети. В различных сетях эта проблема может осложняться гетерогенностью программного и аппаратного обеспечения. При этом такие информационные системы и среды являются многопользовательскими.

Многопользовательская среда – компьютерная сетевая программа, создающая среду для реализации различных типов поведения различных пользователей.

Сложность организации гетерогенной компьютерной сети вынуждает администратора определять и использовать устройства для соединения двух сетей. Всё шире для этих целей используют специальные устройства: повторители, мосты маршрутизаторы.

Повторители – самые простые устройства для соединения сетей (в т.ч. ЛВС), предназначенные для увеличение длины сегмента сети (сетевого кабеля). Так как повторители ретранслируют в другую сеть все принимаемые пакеты или кадры, то загрузка общей сети аддитивно возрастает.

Мосты – достаточно эффективное средство объединения разных сетей в простой сетевой структуре.

Они позволяют локализовать нагрузку в отдельных сегментах сети, не пропуская пакеты или кадры, адресованные станциям данного сегмента, в другие сегменты, что приводит к значительному повышению эффективности использования всей сети за счёт снижения общего трафика. В сетях с относительно простой топологией достаточно легко гарантировать существование одного пути между любыми двумя устройствами. Когда количество соединений велико или сетевые связи становятся более сложными, увеличивается вероятность возникновения дублирующих маршрутов (маршрутизация) между устройствами, которые могут приводить к возникновению паразитных циклов (active loops). Хотя администраторам с целью создания избыточных связей может потребоваться формировать и дублирующие маршруты.

Маршрутизатор – специальный компьютер, распознающий различные протоколы и способный правильно направлять пакеты информации из одной сети в другую.

Маршрутизаторы более гибкие устройства, чем мосты. Они могут различать пути в зависимости от цены, скорости и задержки в сети; использовать все активные пути, имеющиеся в сети, а также обеспечивать разграничение потоков данных между разными подсетями. Маршрутизаторы облегчают управление большими сетями; поддерживают любую топологию и обеспечивают простой процесс настройки при увеличении размеров и сложности сети.

В отличие от мостов маршрутизаторы работают с логическими идентификаторами каждого сегмента сети. В связи с этим межсетевое взаимодействие, основанное на маршрутизаторах, позволяет объединить множество логически различных подсетей, в принципе являющихся независимыми административными доменами. Маршрутизаторы являются многопротокольными. В отличие от мостов, они имеют ПО, позволяющее реализацию соответствующего протокола и работающее с более полной информацией, сохраняемой в БД маршрутизатора. БД маршрутизатора называется таблицей маршрутизации и отличается от БД моста. Принципиальное различие состоит в том, что таблица маршрутизации включает информацию о путях (маршрутах), пройденных каждым пакетом по сети от отправителя до получателя.

Существуют устройства, совмещающие функции мостов и маршрутизаторов.

Мосты-маршрутизаторы (bridge/router) – устройства, позволяющие совместить преимущества мостов и маршрутизаторов. Как правило, мост-маршрутизатор реализует полные функции маршрутизации согласно одному или нескольким протоколам и действует как мост для всех других протоколов. Для повышения скорости передачи информации по межсетевому соединению многие мосты и маршрутизаторы используют алгоритмы сжатия данных, дающие выигрыш в случае использования низкоскоростных или сильно загруженных линий связи. При этом скорость передачи данных в межсетевом соединении более 64 Кбит/с не приносит выгод от сжатия данных, так как в этом случае может потребовать больше времени, чем простая передача данных без сжатия.