3.6. MREŽE RAČUNALA

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 i vezu s njim ostvarivali preko PTT vodova i modema po načelu raspoređivanja vremena pristupa 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 poduzeća imali zasebna mini računala koja su međusobno bila odvojena i svako je posluživalo svoju grupu korisnika i omogućavalo dijeljenje (share) resursa zajedničkog tiskača, 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 rasparčanih na mnoštvu PC računala. LAN (Local Area Network) - lokalna mreža riješava taj problem, nudeći međusobnu POVEZANOST učesnika mreže i DIJELJENJE zajedničkih programskih i sklopovskih resursa, najčešće na razini unutar jedne ustanove ili poduzeća. Više mreža i njenih elemenata institucije (npr. elektroprivreda) tvore raširenu skupinu učesnika nazvanu WAN (Wide Area Network), a mreža državnog i međudržavnog karaktera, na čije se čvorove vezuju predhodne su npr. CARNet (Croatian Academic and Research NETwork) i INTERNET (INTERnational NETwork).

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 (elektronska pošta) osnovne su značajke mreže. Resursi koji se najčešće dijele su diskovni prostor (mape - imenici) ili tiskači. Malo bolji tiskači 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) - I. Protokoli dakle 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 (tiskač, crtač...)
• pristup zajedničkim bazama podataka
• elektronska komunikacija i pošta (slanje podataka)
• upravljanje i administriranje podacima
• povezivanje različitih platformi (DOS, OS/2, UNIX ...)
• povećanje učinkovitosti poslovanja i saznavanja

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 tiskanju.

Slika 3.6.2 Host arhitektura računalne mreže.

Svojstva ovakve arhitekture su:

• host je opterećen izvršavanjem programske potpore
• monolitna programska potpora
• interaktivan rad korisnik-računalo tj. korisnik i računalo neprestano komuniciraju preko terminala
• spori mrežni putovi, najčešće serijski protokoli
• mogućnost koncentriranja više terminala na jedno sučelje
• moguć rad na većim udaljenostima od host-a npr. modemom
• moguća izmjena poruka između korisnika ali ne i podataka
• višekorisnički i višezadaćni rad host računala

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, u tu svrhu dizajniranom programskom potporom, može funkcionirati kao terminal. Tipična takva veza je kad se PC poveže na BBS 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 koji korisniku pruža ispomoć u radu (server), ali je korisnikov rad na njegovom računalu (radna postaja) veći dio vremena odvojen od poslužitelja. Jedna od opće prihvaćenih koncepcija je Windows NT kao poslužitelj i Windows 95 kao korisnik na RADNOJ POSTAJI povezanoj s poslužiteljem.

Slika 3.6.3 Korisnik-poslužitelj arhitektura računalne mreže.

Shema je slična predhodnoj 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 tiskač ili CD ROM) mogu se proglasiti kao zajednički-djeljivi (SHARE) mrežni resursi. Radnje tiskanja nadzirati će se istim poslužiteljem ili će poseban poslužitelj nadzirati tiskanje svih postaja na tiskačima kao laserskom tiskaču, tiskaču u boji ili crtaču (poslužitelj tiskanja - print server), koji su povezani za njega, ili će pak tiskač jedne od postaja služiti cjelokupnoj mreži kao dio mrežnih resursa pod nadzorom poslužitelja tiskanja. Poslužitelj može podržavati izvršavanje aplikacija (poslužitelj aplikacija - application server) ili preuzeti na sebe dio zadaća u obradi baza podataka (poslužitelj baza podataka - database server).

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 računalna moć i programska potpora
• 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

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.