Какая сеть называется одноранговой

Одноранговые и иерархические сети: в чем отличие?

Все существующие локальные сети по своей архитектуре подразделяются на одноранговые и иерархические (или сети с выделенным сервером). В сегодняшней статье мы рассмотрим их особенности, преимущества и недостатки.

Одноранговые сети

Одноранговая сеть представляет собой сеть равноправных компьютеров – рабочих станций, каждая из которых имеет уникальное имя и адрес. Все рабочие станции объединяются в рабочую группу. В одноранговой сети нет единого центра управления – каждая рабочая станция сети может отвечать на запросы других компьютеров, выступая в роли сервера, и направлять свои запросы в сеть, играя роль клиента.

Пример одноранговой сети

Одноранговые сети являются наиболее простым для монтажа и настройки, а также дешевым типом сетей. Для построения одноранговой сети требуется всего лишь несколько компьютеров с установленными клиентскими ОС, и снабженных сетевыми картами. Все параметры безопасности определяются исключительно настройками каждого из компьютеров.

К основным достоинствам одноранговых сетей можно отнести:

• простоту работы в них;
• низкую стоимость, поскольку все компьютеры являются рабочими станциями;
• относительную простоту администрирования.

Недостатки одноранговой архитектуры таковы:

• эффективность работы зависит от количества компьютеров в сети;
• защита информации и безопасность зависит от настроек каждого компьютера.

Серьезной проблемой одноранговой сетевой архитектуры является ситуация, когда компьютеры отключаются от сети. В этих случаях из сети исчезают все общесетевые сервисы, которые они предоставляли (например, общая папка на диске отключенного компьютера, или общий принтер, подключенный к нему).
Администрировать такую сеть достаточно просто лишь при небольшом количестве компьютеров. Если же число рабочих станций, допустим, превышает 25-30 – то это будет вызывать определенные сложности.

Иерархические сети

В иерархических сетях выделяется один или несколько специальных компьютеров – серверов. Серверы обычно представляют собой высокопроизводительные ПК с серверной операционной системой (например, Windows Server 2003 или Windows Server 2008), отказоустойчивыми дисковыми массивами и системой защиты от сбоев. Как правило, на этих компьютерах локальные пользователи не работают, поэтому принято говорить о выделенном сервере. Серверы управляют сетью и хранят информацию, которую совместно используют остальные компьютеры сети. Компьютеры, с которых осуществляется доступ к информации на сервере, называются клиентами.

Пример иерархической сети

По-настоящему иерархической сеть становится тогда, когда в ней задействуются службы Active Directory и создается домен Windows. Попробую остановиться на этом подробнее:

Дело в том, что на локальном компьютере – изолированном, или входящем в одноранговую сеть, все учетные записи пользователей и настройки доступа хранятся на самом компьютере. Конкретнее, учетные записи и параметры безопасности хранятся в реестре, а права доступа к файлам – в файловой системе NTFS.
А в иерархической сети один из компьютеров назначается сервером – контроллером домена. На этом компьютере может работать только серверная ОС. Именно этот сервер хранит все учетные записи пользователей и групп и параметры безопасности. Все остальные компьютеры присоединяются к домену. После присоединения изменяется сам принцип входа пользователей в систему. Теперь при входе пользователей в систему каждый компьютер должен запросить и получить разрешение у контроллера домена. Сеть становится доменом Windows. Ее можно присоединить к домену старшего уровня, и так далее – образуется иерархическая древовидная структура.

Таким образом, в одноранговой сети вполне могут работать разные серверы – например, файловый сервер; прокси-сервер, через который осуществляется общий доступ к интернету; сервер печати и т.д. Иерархической сеть делает лишь развертывание в ней домена Windows и служб активного каталога (Active Directory) .

С точки зрения системного администрирования, сеть с выделенным сервером хотя и более сложная в создании и обслуживании, но в то же время наиболее управляемая и контролируемая.

Иерархические сети обладают рядом преимуществ по сравнению с одноранговыми:

• выход из строя рабочих станций никак не сказывается на работоспособности сети в целом;
• проще организовать локальные сети с большим количеством рабочих станций;
• администрирование сети осуществляется централизованно — с сервера;
• обеспечивается высокий уровень безопасности данных.

Тем не менее, клиент-серверной архитектуре присущ ряд недостатков:

• неисправность или сбой единственного сервера может парализовать всю сеть;
• наличие выделенных серверов повышает общую стоимость сети;
• it-персонал должен обладать достаточными знаниями и навыками администрирования домена.

Выбор архитектуры сети зависит от специфики организации, назначения сети и количества рабочих станций. От выбора типа сети зависит также и ее дальнейшее будущее: расширяемость, возможность использования того или иного ПО и оборудования, надежность сети и многое другое.

Модель OSI. Верхние уровни

Стандартные сетевые программные средства

Функции верхних уровней эталонной модели OSI выполняют сетевые программные средства . Для установки сети достаточно иметь набор сетевого оборудования, его драйверы , а также сетевое программное обеспечение . От выбора программного обеспечения зависит очень многое: допустимый размер сети, удобство использования и контроля сети, режимы доступа к ресурсам, производительность сети в разных режимах и т.д. Правда, заменить одну программную систему на другую значительно проще, чем сменить оборудование.

С точки зрения распределения функций между компьютерами сети, все сети можно разделить на две группы:

• Одноранговые сети , состоящие из равноправных (с точки зрения доступа к сети) компьютеров.
• Сети на основе серверов , в которых существуют только выделенные ( dedicated ) серверы, занимающиеся исключительно сетевыми функциями. Выделенный сервер может быть единственным или их может быть несколько.

Согласно этому, выделяют и типы программных средств, реализующих данные виды сетей.

Одноранговые сети

Одноранговые сети (Peer-to-Peer Network) и соответствующие программные средства, как правило, используются для объединения небольшого количества компьютеров ( рис. 6.10). Каждый компьютер такой сети может одновременно являться и сервером и клиентом сети, хотя вполне допустимо назначение одного компьютера только сервером, а другого только клиентом. Принципиальна возможность совмещения функций клиента и сервера. Важно также и то, что в одноранговой сети любой сервер может быть невыделенным (non- dedicated ), может не только обслуживать сеть, но и работать как автономный компьютер (правда, запросы к нему по сети сильно снижают скорость его работы). В одноранговой сети могут быть и выделенные серверы, только обслуживающие сеть.

Именно в данном случае наиболее правильно говорить о распределенных дисковых ресурсах, о виртуальном компьютере, а также о суммировании объемов дисков всех компьютеров сети. Если все компьютеры являются серверами, то любой файл, созданный на одном из них сразу же становится доступным всем остальным компьютерам, его не надо передавать на централизованный сервер.

Достоинством одноранговых сетей является их высокая гибкость: в зависимости от конкретной задачи сеть может использоваться очень активно либо совсем не использоваться. Из-за большой самостоятельности компьютеров в таких сетях редко бывает ситуация перегрузки (к тому же количество компьютеров обычно невелико). Установка одноранговых сетей довольно проста, к тому же не требуются дополнительные дорогостоящие серверы. Кроме того, нет необходимости в системном администрировании, пользователи могут сами управлять своими ресурсами.

В одноранговых сетях допускается определение различных прав пользователей по доступу к сетевым ресурсам, но система разграничения прав не слишком развита. Если каждый ресурс защищен своим паролем, то пользователю приходится запоминать большое число паролей.

К недостаткам одноранговых сетей относятся также слабая система контроля и протоколирования работы сети, трудности с резервным копированием распределенной информации . К тому же выход из строя любого компьютера-сервера приводит к потере части общей информации, то есть все такие компьютеры должны быть по возможности высоконадежными. Эффективная скорость передачи информации по одноранговой сети часто оказывается недостаточной, поскольку трудно обеспечить быстродействие процессоров, большой объем оперативной памяти и высокие скорости обмена с жестким диском для всех компьютеров сети. К тому же компьютеры сети работают не только на сеть, но и решают другие задачи.

Несколько примеров одноранговых сетевых программных средств:

• NetWare Lite компании Novell (сейчас уже не производится);
• LANtastic компании Artisoft (выпуск практически прекращен);
• Windows for Workgroups компании Microsoft (первая версия ОС Windows со встроенной поддержкой сети, выпущенная в 1992 году);
• Windows NT Workstation компании Microsoft;
• Windows 95. Windows XP компании Microsoft.

Первые одноранговые сетевые программные средства представляли собой сетевые оболочки, работающие под управлением DOS (например, NetWare Lite ). Они перехватывали все запросы DOS, те запросы, которые вызваны обращениями к сетевым устройствам, обрабатывались и выполнялись сетевой оболочкой, а те, которые вызваны обращениями к «местным», несетевым ресурсам, возвращались обратно в DOS и обрабатывались стандартным образом.

Более поздние одноранговые сетевые программные средства уже были встроены в операционную систему Windows. Это гораздо удобнее, так как исключается этап установки сетевых программ. Поэтому сетевые оболочки сейчас уже практически не используются, хотя многие их характеристики были заметно лучше, чем у сетевых средств Windows.

Сейчас считается, что одноранговая сеть наиболее эффективна в небольших сетях (около 10 компьютеров). При значительном количестве компьютеров сетевые операции сильно замедлят работу компьютеров и создадут множество других проблем. Тем не менее, для небольшого офиса одноранговая сеть – оптимальное решение.

Самая распространенная в настоящий момент одноранговая сеть – это сеть на основе Windows XP (или более ранних версий ОС Windows).

При этом пользователь, приобретая компьютер с установленной операционной системой, автоматически получает и возможность выхода в сеть. Естественно, это во многих случаях гораздо удобнее, чем приобретать и устанавливать пусть даже и более совершенные продукты других фирм. К тому же пользователю не надо изучать интерфейс пользователя сетевой программы, так как он строится так же, как и интерфейс пользователя всех остальных частей операционной системы.

Если приобретаемый компьютер еще и имеет установленный сетевой адаптер, то построить сеть пользователю совсем просто. Надо только соединить компьютеры кабелем и настроить сетевые программы.

В Windows предусмотрена поддержка совместного использования дисков (в том числе гибких дисков и CD), а также принтеров. Имеется возможность объединения всех пользователей в рабочие группы для более удобного поиска требуемых ресурсов и организации доступа к ним. Пользователи имеют доступ к встроенной системе электронной почты. Это означает, что все пользователи сети получают возможность совместно применять многие ресурсы ОС своего компьютера.

При настройке сети пользователь должен выбрать тип сетевого протокола. По умолчанию используется протокол TCP/IP, но возможно применение IPX/ SPX (NWLink), а также NetBEUI . При выборе TCP/IP можно задавать адреса IP вручную или с помощью автоматической настройки адресации (в этом случае компьютер сам присвоит себе адрес из диапазона, не используемого в Интернет).

Кроме того, надо задать индивидуальное имя компьютера и определить рабочую группу, к которой он относится.

После этого можно разрешить доступ по сети к ресурсам каждого компьютера сети, к его файлам, папкам, принтерам, сканерам, доступу в Интернет.

Что такое одноранговая сеть (P2P)?

Сеть Peer to Peer (сокращенно P2P) — очень важная часть в работе технологии блокчейн, занимает важную роль в создании мощной и надежной сети. Здесь мы рассмотрим, что такое P2P и почему такие значительные преимущества есть у нее по сравнению с централизованными системами, с которыми мы знакомы сегодня.

В сети P2P пользователь одновременно использует сеть и обеспечивает её существование, хотя предоставление ресурсов является полностью добровольным. Каждый одноранговый узел (нода) («равный», являющийся компьютерной системой в сети) считается равным и обычно упоминается как узел (нода). Одноранговый узел делает часть вычислительных ресурсов, таких как дисковое хранилище, мощность процессора или пропускную способность сети, напрямую доступными другим участникам без необходимости какой-либо центральной координации серверами или постоянными хостами.

Несмотря на то, что все узлы равны, они могут принимать разные роли в рамках схемы экосистемы блокчейн, например, майнера или «полного узла» (full node). В случае полного узла вся блок-цепочка копируется на одно устройство, а устройство подключается к сети. Это означает, что информация, хранящаяся в блокчейне, не может быть потеряна или уничтожена, в свою очередь, чтобы это сделать нужно уничтожить каждый полный узел в сети. Поэтому, пока существует единственный узел с копией блокчейна, все записи остаются нетронутыми, и существует возможность перестроить эту сеть.

Одноранговые сети полностью отличаются от традиционных моделей клиент-сервер, которые распространены сегодня, поскольку нет центральной точки хранения, такой как сервер. Вместо этого информация постоянно регистрируется и циркулирует между всеми участниками сети. Еще одним преимуществом и отличием от централизованной модели клиент-сервер, когда эффективность сети замедляется, при присоединении к ней большего числа пользователей, является способность P2P сети фактически улучшить свою мощность при большем количестве устройств или узлов.

Устройство одноранговой сети

В сети присутствует некоторое количество устройств, при этом каждое может связаться с любым другим. Каждое из этих устройств может посылать запросы другим устройствам на предоставление каких-либо ресурсов в пределах этой сети и, таким образом, выступать в роли клиента. Будучи сервером, каждое устройство должно быть способно обрабатывать запросы от других устройств в сети, отсылать то, что было запрошено. Каждое устройство также должно выполнять некоторые вспомогательные и административные функции (например, хранить список других известных устройств-«соседей» и поддерживать его актуальность).

Любой член данной сети не гарантирует своего присутствия на постоянной основе. Он может появляться и исчезать в любой момент времени. Но при достижении определённого критического размера сети наступает такой момент, что в сети одновременно существует множество серверов с одинаковыми функциями.

Этот метод передачи информации является огромным улучшением, потому что данные не хранятся в одной централизованной точке, что делает его гораздо менее уязвимым для взлома, эксплуатации или потери.

Отсутствие центрального пункта хранения означает, что нет потребности в доминантном авторитете и поэтому ни одна из сторон не может контролировать и использовать сеть для продвижения своей собственной и единственной цели. Вместо этого пользователь становится истинным владельцем своих персональных данных, если они надежно их защищают. Это смелый шаг в сторону от сегодняшних централизованных систем, где социальная сеть становится владельцем всех данных, которые пользователь сам загружает или компания, которая предоставляет платежные системы, решая, когда вы можете получить доступ к своим собственным средствам, оставляя за собой право заморозить ваши деньги, когда посчитают нужным.

Архитектура P2P была первоначально внедрена в основе приложения для обмена файлами Napster в 1999 году, где файлы, такие как музыка или фильм, хранились на нескольких компьютерах. Простым примером может быть пользователь, желающий загрузить альбом. Каждый «сверстник» в сети отправляет загрузчику часть альбома, например, одну песню. В то же время загрузчик также будет отгружать файлы, которые он получает или уже получил, другим сторонам, которые загружают тот же альбом. Это было незаконным, так как это позволяло распространять пиратские копии защищенного авторским правом контента, однако он был очень популярен и, несомненно, эффективным.

Появление сети P2P и роль, которую она играет в технологии блокчейн, можно рассматривать как новую систему коммуникации. С блокчейном больше нет необходимости доверять третьим сторонам, так как пользователи могут иметь дело непосредственно друг с другом через безопасную и распределенную и децентрализованную сеть.

Несмотря на то, что участие каждого в сети открыто для просмотра, вся информация и личности участников полностью скрыты в блокчейне через очень сложную, современную криптографию.

Одноранговая сеть

Однора́нговая, децентрализо́ванная или пи́ринговая (англ. peer-to-peer, P2P — равный к равному) сеть — это оверлейная компьютерная сеть, основанная на равноправии участников. Часто в такой сети отсутствуют выделенные серверы, а каждый узел (peer) является как клиентом, так и выполняет функции сервера. В отличие от архитектуры клиент-сервера, такая организация позволяет сохранять работоспособность сети при любом количестве и любом сочетании доступных узлов. Участниками сети являются пиры.

Содержание

История

Впервые фраза «peer-to-peer» была использована в 1984 году при разработке архитектуры Advanced Peer to Peer Networking (APPN) фирмы IBM.

Устройство одноранговой сети

В сети присутствует некоторое количество машин, при этом каждая может связаться с любой из других. Каждая из этих машин может посылать запросы другим машинам на предоставление каких-либо ресурсов в пределах этой сети и, таким образом, выступать в роли клиента. Будучи сервером, каждая машина должна быть способной обрабатывать запросы от других машин в сети, отсылать то, что было запрошено. Каждая машина также должна выполнять некоторые вспомогательные и административные функции (например, хранить список других известных машин-«соседей» и поддерживать его актуальность).

Любой член данной сети не гарантирует своё присутствие на постоянной основе. Он может появляться и исчезать в любой момент времени. Но при достижении определённого критического размера сети наступает такой момент, что в сети одновременно существует множество серверов с одинаковыми функциями.

Приватные P2P сети

Частично децентрализованные (гибридные) сети

Помимо чистых P2P-сетей, существуют так называемые гибридные сети, в которых существуют серверы, используемые для координации работы, поиска или предоставления информации о существующих машинах сети и их статусе (on-line, off-line и т. д.). Гибридные сети сочетают скорость централизованных сетей и надёжность децентрализованных благодаря гибридным схемам с независимыми индексационными серверами, синхронизирующими информацию между собой. При выходе из строя одного или нескольких серверов сеть продолжает функционировать. К частично децентрализованным сетям относятся например eDonkey, BitTorrent, Direct Connect, The Onion Router.

Пиринговая файлообменная сеть

Одна из областей применения технологии одноранговых сетей — это обмен файлами. Пользователи файлообменной сети выкладывают какие-либо файлы в т. н. «расшаренную» (англ. share — делиться) директорию, содержимое которой доступно для скачивания другим пользователям. Какой-нибудь другой пользователь сети посылает запрос на поиск какого-либо файла. Программа ищет у клиентов сети файлы, соответствующие запросу, и показывает результат. После этого пользователь может скачать файлы у найденных источников. В современных файлообменных сетях информация загружается сразу с нескольких источников. Её целостность проверяется по контрольным суммам.

Многие распространяемые в таких сетях файлы, не являющиеся свободными для распространения с юридической точки зрения, распространяются в них без разрешения правообладателей. Видеоиздательские и звукозаписывающие компании утверждают, что это приводит к значительной недополученной ими прибыли. Проблем им добавляет тот факт, что пресечь распространение файла в децентрализованной сети технически невозможно — для этого потребуется физически отключить от сети все машины, на которых лежит этот файл, а таких машин (см. выше) может быть очень и очень много — в зависимости от популярности файла их число может достигать нескольких сотен тысяч. В последнее время видеоиздатели и звукозаписывающие компании начали подавать в суд на отдельных пользователей таких сетей, обвиняя их в незаконном распространении музыки и видео.

Такие организации, как RIAA, дискредитируют пиринговые сети, публикуя в них фальшивые файлы (содержание которых не соответствует названию, часто носит порнографический характер). Это привело к потере популярности сети KaZaA в пользу eDonkey, имеющей более совершенную архитектуру.

Несмотря на то, что в феврале 2006 прекратил работу самый популярный сервер сети eD2k — Razorback, и была прекращена разработка коммерческого клиента EDonkey2000, сама сеть ED2K продолжает функционировать, так как не завязана на конкретные серверы и существует большое количество свободно распространяемых клиентских программ типа eMule и mlDonkey.

Пиринговые сети распределённых вычислений

Технология пиринговых сетей (не подвергающихся квазисинхронному исчислению) применяется также для распределённых вычислений. Они позволяют в сравнительно короткие сроки выполнять поистине огромный объём вычислений, который даже на суперкомпьютерах потребовал бы, в зависимости от сложности задачи, многих лет и даже столетий работы. Такая производительность достигается благодаря тому, что некоторая глобальная задача разбивается на большое количество блоков, которые одновременно выполняются сотнями тысяч компьютеров, принимающими участие в проекте. Один из примеров такого использования пиринговых сетей продемонстрировала компания Sony на игровых приставках Sony PlayStation [1] .

Пиринговые платёжные системы

Разработаны децентрализованные платёжные системы называемые криптовалютами. Основная идея их разработчиков: современные платёжные системы несовершенны, зависят от воли высокопоставленных чиновников. Децентрализованные системы, основанные на p2p технологиях, являются более справедливым средством взаимных расчётов пользователей.

Другие децентрализованные сервисы

Существует протокол децентрализованной торговли OpenBazaar. Платформа для создания децентрализованных онлайн-сервисов и автономных организаций на базе блокчейна — Ethereum, в которой используются умные контракты. Распределённая поисковая система YaCy.

Пиринговое вещание

Принцип peer-to-peer применяется в отдельных сценариях потоковой передачи медиа-данных. Наиболее эффективны подобные технологии в случае, когда больше количество потребителей находятся внутри одной подсети либо в связанных между собой подсетях. [2] См. также Список систем потокового мультимедиа