3.6. RAČUNALNE MREŽE

Koncepcija računala u mreži praktički datira pojavom miniračunala i mikroračunala i potrebom njihovog međusobnog povezivanja. Šezdesetih godina XX stoljeća dominirala su velika računala (mainframe), za koje su korisnici bili vezani 'glupim' terminalom, uređajem koji je imao monitor za prikazivanje slike koja mu je poslana i tipkovnicu pomoću koje su se računalu slali podaci nastali najčešće kao rezultat ispunjavanja neke forme predočene korisniku, a vezu s njim ostvarivali preko PTT vodova i modema po načelu diskretnog raspoređivanja vremena za pristup terminala-korisnika računalu (time sharing).

Takva koncepcija bila je spora te se sedamdesetih godina pristupa korištenju mini računala, računala manjih od 'mainframe', za koja su s kraćim posebnim kablovima unutar zgrade bili povezani terminali. Dakle, isto načelo ali bez PTT vodova i modema te stoga znatno brža i sigurnija komunikacija. Tako su odjeli firmi imali zasebna mini računala koja su međusobno bila odvojena i svako je posluživalo svoju grupu korisnika i omogućavalo dijeljenje (share) resursa zajedničkog pisača, crtača i sličnog. No razmjena podataka između samih mini računala postala je problem, te se je počela izrađivati programska potpora za njihovo povezivanje.

Prava ekspanzija razvoja i korištenja mreža počinje pojavom PC računala (IBM). Mini računala nisu imala tako bogatu programsku potporu kakva se je nudila za PC, te uskoro prisutnost PC u uredima postaje uobičajena. Rezultati rada prenosili su se između PC-a disketama i uskoro se ukazao ozbiljan problem ODRŽAVANJA CJELOVITOSTI podataka raštrkanih na mnoštvu PC računala. LAN (Local Area Network) - lokalna mreža rješava taj problem, nudeći međusobnu POVEZANOST učesnika mreže i DIJELJENJE zajedničkih programskih i sklopovskih resursa, najčešće na razini unutar jedne ustanove ili firme. Više povezanih mreža u sastavu neke institucije ili firme (npr. elektroprivreda) tvore raširenu skupinu učesnika nazvanu WAN (Wide Area Network), a mreža državnog i međudržavnog karaktera, na čije se čvorove vezuju prethodne je na primjer CARNet (Croatian Academic and Research NETwork). Sve zajedno međusobno povezane diljem svijeta tvore INTERNET (INTERnational NETwork), globalni sustav računalne povezanosti pomoću računalnih mreža i pružanja raznovrsnih usluga.

U programskoj potpori operativnih sustava osobnih računala sve je češće ukomponirana i potpora radu u mreži (Windows 9X, Windows XP, MAC OS X ...). Operativni sustavi osobnih računala ne traže nužno povezanost s mrežom i poslužiteljem u samostalnom radu, već samo ako se žele osobite usluge kao web ili elektronička pošta. Dapače u P2P (Peer-to-Peer) komunikaciji osobna računala izravno komuniciraju kroz mrežu bez posredovanja poslužitelja.

Održavanje cjelovitosti podataka, njihova razmjena, dijeljenje resursa i međusobna komunikacija (elektronička pošta) osnovne su značajke mreže. Resursi koji se najčešće dijele su diskovni prostor (mape - imenici) ili pisači. Malo bolji pisači dizajniraju se kao mrežni uređaji što pojednostavljuje postupak pristupa, ali otvara nove sigurnosne probleme glede zlouporabe.

Računalna mreža je skup međusobno povezanih pojedinačnih sustava pomoću zajedničkog telekomunikacijskog podsustava, prema shemi na slijedećoj slici:

Slika 3.6.1 Načelo funkcioniranja računalne mreže.

Računala i terminali predstavljaju jednu skupinu - podsustav, a komunikaciju između njih omogućava telekomunikacijski podsustav prema određenim preciznim pravilima koja se nazivaju PROTOKOLI.

Granična veza između računalnog podsustava i telekomunikacijskog podsustava naziva se SUČELJE (interface), veze označene crtama tipa ' ——I ' na slici 3.6.1. Dakle, protokoli definiraju interakciju između podsustava, a sučelja je omogućavaju. Oba podsustava zajedno tvore računalnu mrežu.

Svrha mreže je:

zajedničko korištenje programske potpore realizirane kao zajedničke aplikacije za sve korisnike ili aplikacije koja je razdijeljena a rezultati obrade objedinjeni objedinjavanje pristupa mrežnim resursima (poslužitelji, NAS, pisač, crtač ...) pristup zajedničkim bazama podataka elektronička komunikacija i pošta (slanje podataka i pošte) upravljanje i administriranje podacima povezivanje različitih sklopovskih platformi i operativnih sustava (DOS, Windows, UNIX ...) povećanje učinkovitosti poslovanja i sticanje novih znanja

Koncentrirana arhitektura

Najjednostavniju konfiguraciju (arhitekturu) računalnih mreža predstavlja HOST arhitektura, kada jedno moćno računalo (mainframe) 'napadaju' korisnici preko terminala tj. konfiguracije monitora i tipkovnice bez vlastitih sustava (resursa) pohrane podataka i potpore ispisu.

Slika 3.6.2 Host arhitektura računalne mreže.

Svojstva ovakve arhitekture su:

U slučaju prestanka rada host-a nijedan korisnik ne može više raditi niti komunicirati. U suštini to i nije mrežna komunikacija već se ista ostvaruje kad su dva ili više host-ova međusobno vezani, no ništa se bitno ne mijenja u odnosu korisnik-računalo. PC računalo sa programskom potporom dizajniranom u tu svrhu, može funkcionirati kao terminal. Tipična takva veza je kad se PC poveže na B.B.S. sustav informiranja i komuniciranja, koji još omogućava transfer podataka (kopiranje).

Razdijeljena arhitektura

Suprotnost host arhitekturi računalnih mreža je CLIENT-SERVER (korisnik-poslužitelj) arhitektura utemeljena na povezivanju više manjih računala s poslužiteljem (server) koji korisniku pruža ispomoć u radu, ali je korisnikov rad na njegovom računalu (radna postaja) veći dio vremena odvojen od poslužitelja. Jedna od prvih opće prihvaćenih koncepcija je operativni sustav Windows NT na poslužitelju i Windows 95 na računalu korisnika, RADNOJ POSTAJI povezanoj s poslužiteljem.

Slika 3.6.3 Korisnik-poslužitelj arhitektura računalne mreže.

Shema je slična prethodnoj ali je način funkcioniranja potpuno različit. Radna postaja s vlastitom programskom potporom ili programskom potporom 'utočenom' u radnu memoriju iz poslužitelja poziva podatke (datoteku) u svoju radnu memoriju, samostalno obrađuje podatke i po obradi vraća ih na poslužitelj gdje se čuvaju i na raspolaganju su svim korisnicima mreže (poslužitelj datoteka - file server). Periferije pojedinih računala (kao pisač ili CD ROM) mogu se proglasiti kao zajednički-djeljivi (SHARE) mrežni resursi. Radnje ispisa nadzirati će se istim poslužiteljem ili će poseban poslužitelj nadzirati ispis svih postaja na pisačima kao laserskom pisaču, pisaču u boji ili crtaču (poslužitelj ispisa - print server), koji su povezani za njega, ili će pak pisač jedne od postaja služiti cjelokupnoj mreži kao dio mrežnih resursa pod nadzorom poslužitelja ispisa. Poslužitelj može podržavati izvršavanje aplikacija (poslužitelj aplikacija - application server) ili preuzeti na sebe dio zadaća u obradi baza podataka (poslužitelj baza podataka - database server). Sve navedene poslužiteljske aktivnosti može i ne mora obavljati jedno računalo.

Ako se isključi poslužitelj, radna postaja, ako posjeduje vlastite trajne memorijske resurse, samostalno će i dalje raditi, ali ne može koristiti zajedničke mrežne resurse.

Svojstva korisnik-poslužitelj arhitekture su:

razdijeljena sklopovska računalna moć i korisnička programska potpora i podaci jeftiniji mrežni resursi moguć samostalni rad korisnika rasterećenost računala-poslužitelja od interaktivnog rada moguća uporaba više poslužitelja s odvojenim zadaćama zajedničko korištenje periferija i razdioba pristupa periferijama od strane poslužitelja veća ukupna prilagodljivost i dogradnja sustava prema potrebi

Vrlo značajno svojstvo današnje mrežne programske potpore je i mogućnost povezivanja postaja s različitim operativnim sustavima za poslužitelj, koji u tom smislu sadrži adekvatnu programsku potporu, kao i mogućnost da se u međusobnu vezu poslužitelja ukomponira host računalo sa svojim terminalima te omogući interaktivan rad prema host-u preko terminala vezanih s njim, veza prema drugim host-ovima te ispomoć poslužiteljima koji opslužuju manje grupe. Takav sustav nudi raznolike mogućnosti korištenja. Najznačajniji predstavnik korisnik-poslužitelj mrežnih OS je NOVELL NETWARE i Windows NT porodica operativnih sustava. Sve češće ulogu poslužitelja u mreži preuzimaju računala s LINUX operativnim sustavom, a moderna tehnologija omogućava povezivanje više njih u jedan zajednički entitet kojemu su računalni resursi vrlo moćni (cluster - grozd računala) - super-računalo.

Mogući način korištenja korisnik-poslužitelj (client-server) mrežne arhitekture je povezivanje računala u PEER-TO-PEER mrežu (isto-na-isto) u kojoj su sva računala ravnopravna i svako računalo može biti poslužitelj i radna postaja, jedna ravnopravna konfiguracija zasnovana na PROŠIRENJU OS računala s OS mreže, koja ne može zadovoljiti glede složenijih zahtijeva. Pogodna je za mrežu nekoliko računala u kojoj nije velik promet podataka. Poznat mrežni OS ove vrste bio je LANTASTIC, koji je omogućavao client-server i P2P konfiguraciju. Konfiguracija s različitim vrstama OS na računalima u osnovi nije podržana na ovom tipu mreže. OS/2, Windows 9X, Windows XP, Mac OS i Linux operativni sustavi sadrže potporu ovakvom tipu umrežavanja. Zbog toga su namjenski mrežni sustavi ovog tipa postali prošlost.

Čini se da se povijest na neki način ponavlja. Umjesto 'mainframe' računala sada su raspoloživi centri velike računalne moći (DATACENTAR) u kojima su računala međusobno povezana glede udruživanja procesorskih, memorijskih i sličnih sklopovski resursa i koja omogućavaju na primjer VIRTUALNA RAČUNALA kao jedan od načina iskoristivosti navedenih resursa. Arhitektura jeste u osnovi po korisnik-poslužitelj konceptu, ali se radi o vrlo moćnom poslužitelju/poslužiteljima. Pa ako se na skup takvih povezanih računala-poslužitelja (CLUSTER), korisnik poveže preko terminalske programske potpore, kako bi se u programerskom smislu iskoristili ponuđeni resursi, koncept neodoljivo podsjeća na 'mainframe'.