Локальные и глобальные сети компьютеров
Не вдаваясь подробно в терминологические тонкости (чтобы не утомлять читателя), мы будем называть сетью группу компьютеров, соединенных между собой при помощи специальной аппаратуры, обеспечивающей обмен данными между любыми компьютерами данной группы. Компьютеры могут соединяться друг с другом непосредственно (двухточечное соединение) либо через промежуточные узлы связи.
Компьютер, подключенный к сети, мы будем называть рабочей станцией. Обычно на рабочей станции работает человек. Однако в сети могут быть компьютеры, на которых никто не работает. Более того, к ним даже не подключены видеомонитор и клавиатура!
Такие компьютеры используются как управляющие центры в сети и как концентраторы данных, обычно их называют серверами.
Если компьютеры расположены недалеко друг от друга и соединяются в сеть при помощи высокоскоростных адаптеров (со скоростью передачи данных порядка 1-10 Мбит в секунду), то такие сети мы будем называть локальными. При этом компьютеры обычно располагаются в пределах одной комнаты, одного здания или в нескольких близко расположенных зданиях. В локальных сетях применяются высокоскоростные цифровые линии связи.
Если вам требуется объединить компьютеры или локальные сети, расположенные на значительном удалении друг от друга (в разных районах города, в разных городах или на разных континентах), для связи компьютеров используются модемы и дальние линии связи. Соответственно, применяются относительно низкоскоростные аналоговые линии связи.
В этом случае говорят о глобальных сетях компьютеров. В настоящее время создано много глобальных сетей на базе телефонных линий и линий спутниковой связи. Если у вас есть модем, вы можете легко подключиться к такой сети, о чем мы говорили в книге серии "Библиотека системного программиста", посвященной модемам.
Для классификации сетей можно считать, что если организация владеет линией связи (использует для сети выделенный высокоскоростной канал связи), то это локальная сеть. Если организация арендует низкоскоростные каналы связи (например, арендует телефонные линии), то это глобальная сеть, использующая арендуемые каналы связи.
В этой книге мы не будем заниматься глобальными сетями, так как глобальные сети - материал для отдельного разговора.
Метод доступа Arcnet
Этот метод доступа разработан фирмой Datapoint Corp. Он тоже получил широкое распространение, в основном благодаря тому, что оборудование Arcnet дешевле, чем оборудование Ethernet или Token-Ring.
Arcnet используется в локальных сетях с топологией "звезда". Один из компьютеров создает специальный маркер (сообщение специального вида), который последовательно передается от одного компьютера к другому.
Если станция желает передать сообщение другой станции, она должна дождаться маркера и добавить к нему сообщение, дополненное адресами отправителя и назначения. Когда пакет дойдет до станции назначения, сообщение будет "отцеплено" от маркера и передано станции.
Метод доступа Ethernet
Этот метод доступа, разработанный фирмой Xerox в 1975 году, пользуется наибольшей популярностью. Он обеспечивает высокую скорость передачи данных и надежность.
Для данного метода доступа используется топология "общая шина". Поэтому сообщение, отправляемое одной рабочей станцией, принимается одновременно всеми остальными станциями, подключенными к общей шине. Но сообщение предназначено только для одной станции (оно включает в себя адрес станции назначения и адрес отправителя). Та станция, которой предназначено сообщение, принимает его, остальные игнорируют.
Метод доступа Ethernet является методом множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением коллизий (конфликтов) (CSMA/CD - Carier Sense Multiple Access with Collision Detection).
Перед началом передачи рабочая станция определяет, свободен канал или занят. Если канал свободен, станция начинает передачу.
Ethernet не исключает возможности одновременной передачи сообщений двумя или несколькими станциями. Аппаратура автоматически распознает такие конфликты, называемые коллизиями. После обнаружения конфликта станции задерживают передачу на некоторое время. Это время небольшое и для каждой станции свое. После задержки передача возобновляется.
Реально конфликты приводят к уменьшению быстродействия сети только в том случае, если работает порядка 80 - 100 станций.
Метод доступа Token-Ring
Метод доступа Token-Ring был разработан фирмой IBM и рассчитан на кольцевую топологию сети.
Этот метод напоминает Arcnet, так как тоже использует маркер, передаваемый от одной станции к другой. В отличие от Arcnet при методе доступа Token-Ring имеется возможность назначать разные приоритеты разным рабочим станциям.
Методы доступа и протоколы передачи данных
В различных сетях существуют различные процедуры обмена данными между рабочими станциями. Эти процедуры называют протоколами передачи данных.
Международный институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (Institute of Electrical and Electronics Engineers - IEEE) разработал стандарты для протоколов передачи данных в локальных сетях. Это стандарты IEEE802. Для нас представляют практический интерес стандарты IEEE802.3, IEEE802.4 и IEEE802.5, которые описывают методы доступа к сетевым каналам данных.
Наибольшее распространение получили конкретные реализации методов доступа: Ethernet, Arcnet и Token Ring. Эти реализации основаны соответственно на стандартах IEEE802.3, IEEE802.4 и IEEE802.5. Для простоты мы будем использовать названия реализаций методов доступа, а не названия самих стандартов, хотя между стандартами и конкретными реализациями имеются некоторые различия.
ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ТЕРМИНОЛОГИЯ
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
Прежде чем приступить к проектированию локальной сети, вам следует познакомиться с основными терминами, сетевым аппаратным и программным обеспечением в целом. Эти вопросы мы рассмотрим в первой главе книги.
Протоколы передачи данных IPX/SPX и NETBIOS
На самом низком уровне, который только может использовать программа, работающая в сети, в операционной системе Novell NetWare используются протоколы передачи данных, называемые IPX/SPX и NETBIOS.
Протокол IPX (Internetwork Packet Exchange - протокол межсетевой передачи пакетов) является базовым в Novell NetWare. Он определяет формат передаваемых по сети пакетов и интерфейс с сетевым программным обеспечением (соответствует транспортному уровню OSI). На уровне протокола IPX рабочие станции могут обмениваться блоками данных, причем такой обмен выполняется без подтверждения.
Протокол SPX (Sequenced Packet Exchange - протокол последовательного обмена пакетами) предполагает, что перед началом обмена данными рабочие станции устанавливают между собой связь. На уровне протокола SPX гарантируется доставка передаваемых по сети пакетов. При необходимости выполняются повторные передачи пакетов. Протокол SPX в Novell NetWare выполнен на основе протокола IPX и является протоколом более высокого уровня (соответствует сетевому уровню OSI).
Протокол NETBIOS (Network Basic Input/Output System - сетевая базовая система ввода/вывода) разработан фирмой IBM и предназначен для передачи данных между рабочими станциями. Этот протокол является протоколом более высокого уровня по сравнению с IPX и SPX (выполняет функции сетевого уровня, транспортного уровня и сеансового уровня OSI). Для обеспечения совместимости в составе операционной системы Novell NetWare поставляется резидентная программа netbios.exe, эмулирующая протокол NETBIOS с использованием протоколов IPX/SPX. Обычно вам не требуется запускать эмулятор NETBIOS, за исключением тех случаев, когда это необходимо для работы прикладных сетевых программ.
Вы также можете встретить протокол с названием TCP/IP. Этот протокол используется в сетях, выполненных на базе операционной системы UNIX. Его назначение аналогично назначению протоколов IPX/SPX.
Детальное знакомство с перечисленными выше протоколами необходимо для создания программ, ориентированных на работу в сети. В следующем томе "Библиотеки системного программиста" мы научим вас использовать протоколы IPX/SPX и NETBIOS для создания собственных сетевых программ.
Семиуровневая сетевая архитектура
Для стандартизации сетей Международная организация стандартов (OSI) предложила семиуровневую сетевую архитектуру (табл. 1). К сожалению, конкретные реализации сетей не используют все уровни международного стандарта.
Однако этот стандарт представляет для нас некоторый интерес, так как дает общее представление о взаимодействии отдельных подсистем сети. Поэтому мы очень кратко расскажем о нем. Более подробные сведения о стандартах сетей приведены в литературе, список которой находится в конце книги.
Таблица 1. Семиуровневая сетевая архитектура
| Уровень приложений (Application Layer) | |
| Уровень представления (Presentation Layer) | |
| Сеансовый уровень (Session Layer) | |
| Транспортный уровень (Transport Layer) | |
| Сетевой уровень (Network Layer) | |
| Уровень управления линией передачи данных (Data Link) | |
| Физический уровень (Physical Layer) |
Физический уровень (Physical Layer) обеспечивает виртуальную линию связи для передачи данных между узлами сети. На этом уровне выполняется преобразование данных, поступающих от следующего, более высокого уровня (уровень управления передачей данных) в сигналы, передающиеся по кабелю.
В глобальных сетях на этом уровне могут использоваться модемы и интерфейс RS-232-C. Характерные скорости передачи здесь определяются линиями связи и для телефонных линий (особенно отечественных) обычно не превышают 2400 бод.
В локальных сетях для преобразования данных применяются сетевые адаптеры, обеспечивающие скоростную передачу данных в цифровой форме. Скорость передачи данных может достигать десятков и сотен мегабит в секунду.
Уровень управления линией передачи данных (Data Link) обеспечивает виртуальную линию связи более высокого уровня, способную безошибочно передавать данные в асинхронном режиме. При этом данные обычно передаются блоками, содержащими дополнительную управляющую информацию. Такие блоки называют кадрами.
При возникновении ошибок автоматически выполняется повторная посылка кадра. Кроме того, на уровне управления линией передачи данных обычно обеспечивается правильная последовательность передаваемых и принимаемых кадров.
Последнее означает, что если один компьютер передает другому несколько блоков данных, то принимающий компьютер получит эти блоки данных именно в той последовательности, в какой они были переданы.
Сетевой уровень (Network Layer) предполагает, что с каждым узлом сети связан некий процесс. Процессы, работающие на узлах сети, взаимодействуют друг с другом и обеспечивают выбор маршрута передачи данных в сети (маршрутизацию), а также управление потоком данных в сети. В частности, на этом уровне должна выполняться буферизация данных.
Транспортный уровень (Transport Layer) может выполнять разделение передаваемых сообщений на пакеты на передающем конце и сборку на приемном конце. На этом уровне может выполняться согласование сетевых уровней различных несовместимых между собой сетей через специальные шлюзы. Например, такое согласование потребуется для объединения локальных сетей в глобальные.
Сеансовый уровень (Session Layer) обеспечивает интерфейс с транспортным уровнем. На этом уровне выполняется управление взаимодействием между рабочими станциями, которые участвуют в сеансе связи. В частности, на этом уровне выполняется управление доступом на основе прав доступа.
Уровень представления (Presentation Layer) описывает шифрование данных, их сжатие и кодовое преобразование. Например, если в состав сети входят рабочие станции с разным внутренним представлением данных (ASCII для IBM PC и EBCDIC для IBM-370), необходимо выполнить преобразование.
Уровень приложений (Application Layer) отвечает за поддержку прикладного программного обеспечения конечного пользователя.
Топологии локальных сетей компьютеров
Как можно соединить между собой несколько компьютеров? Наиболее широко используются топологии "звезда", "общая шина" и "кольцо".
На рис.1 показаны компьютеры, соединенные звездой. В этом случае каждый компьютер через специальный сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющему устройству.
Рис. 1. Топология "звезда"
При необходимости можно объединять вместе несколько сетей с топологией "звезда", при этом получаются разветвленные конфигурации сети.
С точки зрения надежности эта топология не является наилучшим решением, так как выход из строя центрального узла приведет к остановке всей сети. Однако при использовании топологии "звезда" легче найти неисправность в кабельной сети.
Топология "общая шина" предполагает использование одного кабеля, к которому подключаются все компьютеры сети (рис. 2). В случае топологии "общая шина" кабель используется совместно всеми станциями по очереди. Принимаются специальные меры для того, чтобы при работе с общим кабелем компьютеры не мешали друг другу передавать и принимать данные.
Рис. 2. Топология "общая шина"
В топологии "общая шина" все сообщения, посылаемые отдельными компьютерами, принимаются всеми остальными компьютерами, подключенными к сети. Надежность здесь выше, так как выход из строя отдельных компьютеров не нарушит работоспособность сети в целом. Поиск неисправностей в кабеле затруднен. Кроме того, так как используется только один кабель, в случае обрыва нарушается работа всей сети.
Используется также топология "кольцо" (рис. 3). В этом случае данные передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете. Если компьютер получает данные, предназначенные для другого компьютера, он передает их дальше по кольцу. Если данные предназначены для получившего их компьютера, они дальше не передаются.
Рис. 3. Топология "кольцо"
Ваша локальная сеть может использовать одну из перечисленных выше топологий. Это зависит от количества объединяемых компьютеров, их взаимного расположения и других условий. Можно также объединить несколько локальных сетей, выполненных с использованием разных топологий, в единую локальную сеть. Может, например, получится древовидная топология.
На выбор топологии сети влияет множество факторов. Подробнее о том, как выбрать топологию сети, мы расскажем в следующей главе.
АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ
2.1.
2.2.
2.3.
Как вы уже, наверное, догадываетесь, из аппаратного обеспечения вам потребуются сетевые адаптеры для подключения компьютера к кабелю, разъемы, сам кабель и, возможно, устройство для объединения компьютеров при использовании топологии "звезда".
В зависимости от топологии сети состав сетевого оборудования может меняться.
В любом случае для каждого компьютера, входящего в состав сети, вам потребуется сетевой адаптер. Этот адаптер вставляется в основную плату компьютера (motherboard) и имеет один или два разъема для подключения к кабелю сети (разумеется, сети компьютеров, а не электропитающей или осветительной сети).
Бывают сети, для которых не требуется специальных адаптеров, - сетевой кабель подключается к последовательному порту RS-232-C. Эти сети малопроизводительны и пригодны для решения только простейших задач, таких, как совместное использование принтера. Мы не будем уделять много внимания таким сетям.
А что делать владельцам портативных компьютеров типа Lap-Top и Note Book, не имеющих слотов расширения для подключения сетевых адаптеров? Некоторые фирмы специально для таких компьютеров выпускают адаптеры Ethernet в виде маленькой коробочки, подключающейся к принтерному или последовательному порту компьютера.
Что касается кабеля, то обычно используется коаксиальный кабель или витая пара (обычный телефонный провод). В ответственных случаях, когда необходимо соединять компьютеры, находящиеся в разных зданиях или предъявляются требования к обеспечению защиты информации от несанкционированного доступа, используют оптоволоконный кабель. Кстати, сам оптоволоконный кабель стоит не дороже коаксиального, чего однако не скажешь об адаптерах и другой аппаратуре для подключения такого кабеля.
Если вы используете коаксиальный кабель, он не должен быть слишком длинным. Когда протяженность локальной сети составляет сотни метров, может потребоваться врезать в середину кабеля специальное устройство - репитер. Задача репитера не сводится к простому усилению сигнала. Но об этом мы поговорим позже.
Рассмотрим аппаратное обеспечение, необходимое для реализации наиболее распространенных методов доступа - Ethernet, Arcnet и Token-Ring.
Аппаратура Arcnet
Для организации сети Arcnet вам потребуется специальный сетевой адаптер. Этот адаптер имеет один внешний разъем для подключения коаксиального кабеля.
Каждый адаптер Arcnet должен иметь для данной сети свой номер. Этот номер устанавливается переключателями, расположенными на адаптере, и находится в пределах от 0 до 255.
Сетевые адаптеры рабочих станций через коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 93 Ом подключаются к специальному устройству - концентратору. Возможно также использование неэкранированной витой пары.
Концентраторы бывают пассивными (Passive Hub) или активными (Active Hub). К одному концентратору (в зависимости от его типа) может подключаться 4, 8, 16 или 32 рабочих станции.
Ограничения для сети Arcnet приведены в табл. 5.
Таблица5. Ограничения для сети Arcnet
| Максимальная длина кабеля, который идет к активному концентратору | 300 м | |
| Минимальное расстояние между рабочими станциями, подключенными к одному кабелю | 0,9 м | |
| Максимальная длина сети по самому длинному маршруту | 6 км | |
| Максимальное расстояние между рабочей станцией и пассивным концентратором | 30 м | |
| Максимальное расстояние между активным и пассивным концентраторами | 30 м | |
| Максимальное расстояние между двумя активными концентраторами | 600 м |
Достоинствами сети Arcnet являются низкая стоимость сетевого оборудования (по сравнению с Ethernet) и большая длина сети (до 6 километров). Однако низкая скорость передачи данных, составляющая 2,44 мегабита в секунду, ограничивает применение сети Arcnet.
Аппаратура Ethernet
Аппаратура Ethernet обычно состоит из кабеля, разъемов, T-коннекторов, терминаторов и сетевых адаптеров.
Кабель, очевидно, используется для передачи данных между рабочими станциями. Для подключения кабеля используются разъемы. Эти разъемы через
T-коннекторы подключаются к сетевым адаптерам - специальным платам, вставляемым в слоты расширения материнской платы рабочей станции. Терминаторы подключаются к открытым концам сети. Скоро мы расскажем вам подробнее об аппаратуре Ethernet и о назначении перечисленных выше устройств.
Для Ethernet могут быть использованы кабели разных типов: тонкий коаксиальный кабель, толстый коаксиальный кабель и неэкранированная витая пара. Для каждого типа кабеля используются свои разъемы и свой способ подключения кабеля к сетевому адаптеру.
В зависимости от кабеля меняются такие характеристики сети, как максимальная длина кабеля и максимальное количество рабочих станций, подключаемых к кабелю.
Как правило, скорость передачи данных в сети Ethernet достигает 10 Мбит в секунду, что достаточно для многих приложений.
Рассмотрим подробно состав аппаратных средств Ethernet для различных типов кабеля.
Аппаратура Token-Ring
Что касается сети Token-Ring, то ее название может ввести вас в заблуждение. Топология этой сети больше похожа на топологию звезды, чем на топологию кольца. Вместо того чтобы, соединяясь друг с другом, образовывать кольцо, рабочие станции Token-Ring подключаются радиально к концентратору типа 8228 производства IBM. Правда, концентраторов может быть несколько, и в этом случае концентраторы действительно объединяются в кольцо через специальные разъемы.
Однако если используется только один концентратор, то объединяющие разъемы можно не закольцовывать.
Скорость передачи данных в сети Token-Ring может достигать 4 или
16 Мбит в секунду, однако стоимость сетевого оборудования выше, чем для сети Ethernet. Кроме того, существуют и другие ограничения (см. табл. 6).
Таблица 6. Ограничения для сети Token Ring
| Максимальное количество концентраторов типа 8228 в сети | 12 | |
| Максимальное количество рабочих станций в сети | 96 | |
| Максимальная длина кабеля между двумя концентра- торами | 45 м | |
| Максимальная длина кабеля, соединяющего все концентраторы в сети | 120 м |
Как видно из этой таблицы, сети Token-Ring не рассчитаны на большие расстояния. Все компьютеры должны быть расположены на одном или двух этажах здания. Более высокая стоимость оборудования по сравнению с Ethernet дополнительно уменьшает привлекательность этого изделия IBM.
Неэкранированная витая пара
Некоторые (но не все) сетевые адаптеры Ethernet способны работать с кабелем, представляющим собой простую неэкранированную витую пару проводов (спецификация 10BASE-T). В качестве такого кабеля можно использовать обычный телефонный провод и уже имеющуюся в вашей организации телефонную сеть.
Сетевые адаптеры, способные работать с витой парой, имеют разъем, аналогичный применяемому в импортных телефонных аппаратах.
Для сети Ethernet на базе витой пары необходимо специальное устройство - концентратор. К одному концентратору через все те же телефонные розетки можно подключить до 12 рабочих станций. Максимальное расстояние от концентратора до рабочей станции составляет 100 метров. При этом скорость передачи данных такая же, как и для коаксиального кабеля, - 10 Мбит в секунду.
Достоинства сети на базе витой пары очевидны - низкая стоимость оборудования и возможность использования имеющейся телефонной сети. Однако есть серьезные ограничения на количество станций в сети и на ее длину.
Репитер
Если длина сети превышает максимальную длину сегмента сети, необходимо разбить сеть на несколько (до пяти) сегментов, соединив их через репитер.
Конструктивно репитер может быть выполнен либо в виде отдельной конструкции со своим блоком питания, либо в виде платы, вставляемой в слот расширения материнской платы компьютера.
Репитер в виде отдельной конструкции стоит дороже, но он может быть использован для соединения сегментов Ethernet, выполненных как на тонком, так и на толстом кабеле, так как он имеет и коаксиальные разъемы, и разъемы для подключения трансиверного кабеля. С помощью этого репитера можно даже соединять в единую сеть сегменты, выполненные и на тонком, и на толстом кабеле.
Репитер в виде платы имеет только коаксиальные разъемы и поэтому может соединять только сегменты на тонком коаксиальном кабеле. Однако он стоит дешевле и не требует отдельной розетки для подключения электропитания.
Один из недостатков встраиваемого в рабочую станцию репитера заключается в том, что для обеспечения круглосуточной работы сети станция с репитером также должна работать круглосуточно. Если вы выключите питание, связь между сегментами сети будет нарушена.
Функции репитера заключаются в физическом разделении сегментов сети и обеспечении восстановления пакетов, передаваемых из одного сегмента сети в другой.
Репитер повышает надежность сети, так как отказ одного сегмента (например, обрыв кабеля) не сказывается на работе других сегментов. Однако, разумеется, через поврежденный сегмент данные проходить не могут.
Сетевой адаптер Ethernet
Вне зависимости от используемого кабеля для каждой рабочей станции вам потребуется приобрести сетевой адаптер. Сетевой адаптер - это плата, которая вставляется в материнскую плату компьютера. Она имеет как минимум два разъема для подключения к сетевому кабелю.
Для Ethernet в стандарте ISA используется три вида сетевых адаптеров: 8-битовые, 16-битовые и 32-битовые. 8-битовый адаптер может вставляться в 8-битовый или 16-битовый слоты материнской платы и используется главным образом в компьютерах IBMXT или IBM PC, где нет 16-битовых слотов. Иногда 8-битовые адаптеры покупают и для компьютеров IBM AT, если требования к скорости передачи данных невысоки. Для 16-битового адаптера необходимо использовать 16-битовый слот.
Если ваши компьютеры реализованы на базе процессора 80386 или 80486, имеет смысл рассмотреть возможность приобретения скоростного 32-битового сетевого адаптера, по крайней мере для тех станций, на которые приходится максимальная нагрузка.
Сетевые адаптеры могут быть рассчитаны на архитектуру ISA, EISA или Micro Channel. Первая архитектура используется в компьютерах серии IBM AT и совместимых с ними, вторая - в мощных станциях на базе процессоров 80486, третья - в компьютерах PS/2 фирмы IBM. Учтите, что конструктивно эти типы адаптеров отличаются друг от друга. И хотя вы сможете вставить адаптер ISA в шину EISA, вам никогда не удастся установить адаптер EISA в шину ISA. Конструктив Micro Channel полностью несовместим с ISA и EISA.
Для ускорения работы на плате сетевого адаптера может находиться буфер. Размер этого буфера различен для адаптеров разных типов и может составлять от 8 Кбайт для 8-битовых адаптеров до 16 Кбайт и более для 16- и 32-битовых адаптеров.
Сетевые адаптеры Ethernet используют порты ввода/вывода и один канал прерывания. Некоторые адаптеры могут работать с каналом прямого доступа к памяти (DMA).
На плате адаптера может располагаться микросхема постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) для создания так называемых бездисковых рабочих станций. Это компьютеры, в которых нет ни винчестера, ни флоппи-дисков. Загрузка операционной системы выполняется из сети, и выполняет ее программа, записанная в микросхеме дистанционной загрузки.
Перед тем как вставить адаптер в материнскую плату компьютера, необходимо с помощью переключателей (расположенных на плате адаптера) задать правильные значения для портов ввода/вывода, канала прерывания, базовый адрес ПЗУ дистанционной загрузки бездисковой станции. Подробнее об установке переключателей мы расскажем в главе "Монтаж сети".
Толстый коаксиальный кабель
Толстый коаксиальный кабель, используемый Ethernet, имеет диаметр 0,4 дюйма и волновое сопротивление 50 Ом. Иногда этот кабель называют "желтым кабелем". Это самый дорогостоящий из рассматриваемых нами кабелей. Институт IEEE определил спецификацию на этот кабель - 10BASE5.
На рис. 4 схематически изображена локальная сеть на основе толстого коаксиального кабеля.
Рис.4. Ethernet на толстом коаксиальном кабеле
Здесь приведена конфигурация сети, состоящей из двух сегментов, разделенных репитером. В каждом сегменте находятся три рабочие станции.
Каждая рабочая станция через сетевой адаптер (установлен в материнской плате компьютера и на рисунке не показан) специальным многожильным трансиверным кабелем подключается к устройству, называемому трансивером. Трансивер служит для подключения рабочей станции к толстому коаксиальному кабелю.
На корпусе трансивера имеется три разъема: два - для подключения толстого коаксиального кабеля, и один - для подключения трансиверного кабеля.
В табл. 2 перечислены устройства, необходимые для подключения рабочей станции к толстому коаксиальному кабелю.
Таблица 2. Оборудование для подключения рабочей станции к толстому коаксиальному кабелю Ethernet
| Сетевой адаптер | Вставляется в материнскую плату компьютера | |
| Трансиверный кабель | Многожильный экранированный кабель, соединяет сетевой адаптер с трансивером | |
| Трансивер | Соединяется трансиверным кабелем с сетевым адаптером, имеет два коаксиальных разъема для подключения к толстому кабелю |
К сожалению, длина одного сегмента ограничена и для толстого кабеля не может превышать 500 метров. Если общая длина сети больше 500 метров, ее необходимо разбить на сегменты, соединенные друг с другом через специальное устройство - репитер.
На нашем рисунке изображены два сегмента, соединенные репитером. При этом общая длина сети может достигать одного километра.
Между собой трансиверы соединяются отрезками толстого коаксиального кабеля с припаянными к их концам коаксиальными разъемами.
На концах сегмента подключены специальные заглушки - терминаторы. Это просто коаксиальные разъемы, в корпусе которых установлен резистор с сопротивлением 50 Ом.
Корпус одного из терминаторов должен быть заземлен. Учтите, что в каждом сегменте сети можно заземлять только один терминатор.
Существуют ли какие-нибудь другие ограничения кроме максимальной длины сегмента? Увы, существуют (см. табл. 3).
Таблица 3. Ограничения для Ethernet на толстом кабеле
| Максимальная длина сегмента | 500 м |
| Максимальное количество сегментов в сети | 5 |
| Максимальная длина сети | 2,5 км |
| Максимальное количество станций, подключенных к одному сегменту (если в сети есть репитеры, они тоже считаются как станции) | 100 |
| Минимальное расстояние между точками подключения рабочих станций | 2,5 м |
| Максимальная длина трансиверного кабеля | 50 м |
Однако в большинстве случаев эти ограничения несущественны. Более того, часто возможности толстого кабеля избыточны. Вы можете сэкономить немало денег, если сделаете сеть на основе тонкого кабеля, так как в этом случае вам не потребуются ни трансиверы, ни трансиверные кабели. Да и тонкий сетевой кабель дешевле толстого.
На рис. 5 показано оборудование, необходимое для сети Ethernet на толстом кабеле.
Рис. 5. Оборудование Ethernet для толстого кабеля
Тонкий коаксиальный кабель
Тонкий коаксиальный кабель, используемый для Ethernet, имеет диаметр 0,2 дюйма и волновое сопротивление 50 Ом. Импортный кабель называется RG-58A/U и соответствует спецификации 10BASE2. Можно использовать также кабель РК-50, выпускаемый нашей промышленностью.
Сеть Ethernet на тонком кабеле существенно проще, чем на толстом (рис. 6).
Рис. 6. Ethernet на тонком коаксиальном кабеле
Как правило, все сетевые адаптеры имеют два разъема. Один из них предназначен для подключения многожильного трансиверного кабеля, второй - для подключения небольшого тройника, называемого Т-коннектором.
Т-коннектор с одной стороны подключается к сетевому адаптеру, а с двух других сторон к нему подключаются отрезки тонкого коаксиального кабеля с соответствующими разъемами на концах. При этом получается, что коаксиальный кабель подключается как бы непосредственно к сетевому адаптеру, поэтому не нужны трансивер и трансиверный кабель.
На концах сегмента должны находиться терминаторы, которые подключаются к свободным концам Т-коннекторов. Один (и только один!) терминатор в сегменте должен быть заземлен.
Сети на тонком кабеле имеют худшие параметры по сравнению с сетями на базе толстого кабеля (табл. 4). Но стоимость сетевого оборудования, необходимого для создания сети на тонком кабеле, существенно меньше.
Следует отметить, что некоторые фирмы выпускают адаптеры Ethernet, способные работать при длине сегмента до 300 метров (например, адаптеры фирмы 3COM). Однако такие адаптеры стоят дороже и вся сеть в этом случае должна быть сделана с использованием адаптеров только одного типа. Для того чтобы принять решение о покупке более дорогих адаптеров, сравните дополнительные затраты со стоимостью репитера, который потребуется для получения необходимой общей длины сети.
Таблица 4. Ограничения для Ethernet на тонком кабеле
| Максимальная длина сегмента | 185 м | |
| Максимальное количество сегментов в сети | 5 | |
| Максимальная длина сети | 925 м | |
| Максимальное количество станций, подключенных к одному сегменту (если в сети есть репитеры, они тоже считаются как станции) | 30 | |
| Минимальное расстояние между точками подключения рабочих станций | 0,5 м |
Как правило, большинство сетей Ethernet создано именно на базе тонкого кабеля. На рис. 7 показано оборудование, необходимое для сети Ethernet на тонком кабеле.
Рис. 7. Оборудование Ethernet для тонкого кабеля
Мосты
Если в вашей сети много рабочих станций и все они используют файлы, расположенные на дисках единственного файл-сервера, производительность вашей сети может оказаться невысокой. Это связано с тем, что на сервере стоит
один-два диска и для удовлетворения большого количества запросов потребуются многочисленные перемещения блока головок. Увеличение размера расширенной памяти, установленной на файл-сервере, скажем до 32 Мбайт, может в некоторой степени улучшить ситуацию, так как NetWare увеличит размер дискового буфера. Однако такое решение стоит дорого и не всегда может привести к желаемому результату.
Поэтому у вас может возникнуть необходимость установить второй файл-сервер. Сеть с двумя файл-серверами будет работать быстрее, так как теперь у вас есть не только большее количество дисков, но и два дисковых контроллера вместо одного, что весьма существенно, а также два процессора.
Иногда выгодно полностью разделить сети, снабдив каждую своим отдельным файл-сервером. Например, если одна группа пользователей занимается вводом информации, а вторая - ее обработкой, вы можете создать две отдельные сети, которые не будут мешать друг другу.
Для связи отдельных сетей в единую сеть можно использовать так называемые мосты. С помощью моста вы можете объединить в единое целое даже сети, использующие разные методы доступа, например Ethernet, Arcnet и Token-Ring.
Мосты бывают внутренние и внешние.
Внутренний мост сделать достаточно просто. В один из файл-серверов вставляется несколько (в версии Novell NetWare 386 до четырех) сетевых адаптеров. Разумеется, для каждого адаптера с помощью переключателей необходимо задать различные адреса портов ввода/вывода и номера используемых прерываний.
К каждому сетевому адаптеру подключается свой сегмент сети. Если объединяются вместе сети с разными методами доступа, для каждого метода доступа необходимо установить свой адаптер. Вам также придется загрузить несколько драйверов - для каждого сетевого адаптера свой.
Внешний мост требует для себя отдельного компьютера. В этот компьютер вставляются несколько сетевых адаптеров (по одному для каждой из объединяемых сетей) и запускается специальное программное обеспечение моста, входящее в комплект поставки ОС Novell NetWare 386.
Транзакции
Транзакцией называется совокупность трех действий:
чтение данных;
обработка данных; запись данных.
Применительно к файл-серверу транзакцией можно считать процесс изменения файла на сервере, когда рабочая станция сначала читает файл или его часть, а затем пишет в этот же файл.
В многопользовательской среде, к которой можно отнести локальную сеть, каждый пользователь может независимо от другого модифицировать одни и те же данные, хранящиеся на файл-сервере. Если во время такой модификации произойдет "зависание" сети или аварийное отключение электропитания, изменяемые на сервере файлы могут быть разрушены.
Для повышения надежности ОС Novell NetWare 386 содержит специальную систему прослеживания транзакций TTS (Transaction Tracking System). Эта система следит за транзакциями и в случае аварии сервера при повторном его запуске ликвидирует все действия, выполненные незавершенной транзакцией.
В этом случае произойдет так называемый откат транзакции.
Зеркальные диски
Для исключения ущерба, связанного с возможным повреждением диска, в ответственных случаях используют резервирование дисков.
Для резервирования дисков к одному дисковому контроллеру подключают два совершенно одинаковых винчестера и соответствующим образом настраивают ОС NetWare 386. После этого вся информация, записываемая на основной диск, будет дублироваться на втором, называемом зеркальном.
В случае повреждения основного диска можно выполнить полное восстановление данных с зеркального при помощи специальной процедуры восстановления.
Дополнительно используется так называемое горячее резервирование дорожек диска (Hot Fix). На диске выделяется область горячего резервирования. Если в процессе работы на диске обнаруживается дефектная дорожка, она динамически заменяется дорожкой из области резервирования.
Резервирование дисков и каналов
При использовании зеркального диска есть вероятность повреждения единых для обоих дисков канала, контроллера и блока питания.
ОС NetWare 386 может резервировать целиком каналы, при этом используются два контроллера, к которым соответственно подключены два диска. Для питания этих контроллеров и дисков используются два блока питания.
Горячее резервирование серверов
Восстановление данных с зеркального диска может потребовать, в зависимости от объема диска, времени порядка нескольких часов. Иногда такая задержка в работе сети является совершенно недопустимой. Представьте себе, что вышел из строя сервер в сети, обслуживающей авиадиспетчеров!
Относительно недавно фирма Novell разработала сетевую операционную систему NetWare System Fault Tolerance Level III (SFT III) версии 3.11. Эта операционная система обеспечивает горячее резервирование серверов.
Система NetWare SFT III состоит из двух серверов, соединенных между собой скоростной линией связи, с использованием специальных адаптеров MSL (Mirrored Server Link). Эти адаптеры могут соединяться коаксиальным кабелем длиной до 33 метров или оптоволоконным кабелем длиной до 4 километров. Расположив разные серверы в разных зданиях, вы сможете обеспечить устойчивую работу системы даже при пожаре в одном из зданий.
Выход из строя одного сервера не влечет за собой остановку работы сети - в дело автоматически включается резервный сервер. Благодаря высокоскоростному каналу связи диски резервного сервера содержат те же файлы, что и диски основного, поэтому никакого восстановления данных не требуется. Вы можете ремонтировать один из двух используемых серверов без остановки всей системы, что очень важно, если ваша система должна работать круглосуточно.
Для использования Novell SFT III вам необходимо приобрести два компьютера с процессором 80386 или 80486, с тактовой частотой не менее 25 МГц и
с объемом оперативной памяти не менее 12 Мбайт. Кроме того, эти компьютеры должны быть сертифицированы фирмой Novell, то есть в документации должен стоять штамп "Novell Sertificated".
Последнее обстоятельство важно, так как Novell гарантирует работу операционной системы NetWare только на сертифицированных компьютерах.
Кроме компьютеров вам потребуются два адаптера MSL и кабель, два сетевых адаптера для серверов и, разумеется, операционная система Novell NetWare SFT III.
Управление доступом
Сколь-нибудь серьезная многопользовательская система должна содержать средства разграничения доступа к совместно используемым ресурсам. В сети Novell NetWare такими ресурсами являются данные на файл-серверах и сетевые принтеры.
Система разграничения доступа, реализованная в NetWare 386, достаточно мощная и удобная. Все пользователи могут быть разделены системным администратором на группы. Каждая группа может иметь свои права, причем один и тот же пользователь может находиться одновременно в разных группах.
Для управления группами в Novell NetWare вводится понятие администратора группы. Администратор группы может не иметь всех прав в сети, предоставляемых только системному администратору.
Что касается разграничения доступа к данным, то в ОС NetWare 386 можно предоставлять доступ как к каталогам, так и к отдельным файлам. Причем это может быть как полный доступ, так и частичный, например администратор может разрешить только читать файл, но не писать в него. Пользователь не видит каталоги или файлы на диске, если у него нет права просмотра содержимого соответствующего каталога.
Мы подробно рассмотрим управление доступом в отдельной главе нашей книги.
Базы данных в локальных сетях
Существует два подхода к организации коллективного доступа к базе данных. Первый подход заключается в том, что файлы базы данных располагают на дисках файл-сервера и все рабочие станции получают к нему доступ. Второй подход основан на применении так называемого СУБД-сервера.
Если файлы базы данных расположены на дисках файл-сервера, с ними работают одновременно несколько программ, запущенных на рабочих станциях. При этом эти программы должны сами следить за тем, чтобы изменяемые записи базы данных блокировались для записи и чтения со стороны других программ на время изменений.
Если вы используете однопользовательскую версию СУБД (системы управления базами данных), не разработанную специально для сети, вам не следует рассчитывать на то, что эта СУБД будет правильно блокировать изменяемые записи на файл-сервере, - она просто не знает, как это делать!
Поэтому при установке СУБД в сети обязательно убедитесь, что у вас сетевая версия СУБД и что эта версия предназначена для работы именно с теми сетевыми средствами, которые вы используете.
Чем плох метод коллективного использования файлов базы данных, расположенных на сервере? Прежде всего этот метод не обеспечивает достаточную производительность при большом количестве рабочих станций.
Для того чтобы понять, почему это происходит, представьте себе такую ситуацию. Пусть у вас есть сеть, где в качестве файл-сервера используется мощный компьютер на процессоре 80386 или даже 80486 и десяток маломощных рабочих станций с процессором 80286. Файлы базы данных расположены на диске файл-сервера. Пусть несколько рабочих станций начинают поиск по одному и тому же файлу базы данных. При этом весь этот файл перекачивается по сети из файл-сервера в оперативную память медленных рабочих станций, где осуществляется поиск необходимых данных.
То есть для того, чтобы что-то найти в файле базы данных, этот файл надо весь целиком прокачать через сеть и медленную рабочую станцию. Но в сети имеется много рабочих станций, и все они могут что-то искать в базе данных!
При использовании СУБД-сервера работа станций с базой данных организуется иначе.
Помимо файл-сервера к сети подключается еще один мощный компьютер (СУБД-сервер), единственное назначение которого - работа с базой данных. Сама база данных может располагаться на дисках СУБД-сервера или файл-сервера.
СУБД-сервер принимает запросы от рабочих станций на поиск каких-либо данных в базе. Он сам выполняет поиск, причем делает это быстро - компьютер мощный, данные по сети в процессе поиска передавать не надо. Результаты поиска возвращаются через сеть в запросившую их рабочую станцию.
Таким образом, по сети передается только запрос и найденные данные, а поиск выполняется непосредственно в компьютере СУБД-сервера.
Обычно СУБД-сервер работает в среде многозадачной операционной системы, такой, как UNIX, OS/2 или Novell NetWare 386. Мультизадачная операционная система сама занимается распределением ресурсов при поступлении
одновременно нескольких запросов от разных рабочих станций и сама оптимизирует перемещения магнитных головок дисков, что весьма благоприятно сказывается на производительности системы в целом.
Детальное рассмотрение применения СУБД в сети выходит за рамки данной книги. Отметим только, что в составе Novell NetWare поставляется средство Btrieve, которое с успехом может быть использовано для создания СУБД-сервера. Кроме того, вы можете приобрести СУБД Novell SQL Server, которая наилучшим образом использует возможности сетевой операционной системы Novell NetWare.
Операционная система Microsoft Windows for
Операционная система Microsoft Windows for Workgroup версии 3.1 - превосходное средство для интеграции групп пользователей, работающих в локальной сети. Эта сетевая ОС имеет одно принципиальное отличие от всех остальных аналогичных средств. Это отличие заключается в том, что Microsoft Windows for Workgroups предлагает комплексное решение проблемы интеграции групп пользователей в сети.
Microsoft Windows for Workgroups версии 3.1 поставляется как upgrade (средство для модификации) уже установленной ОС Windows версии 3.0 или 3.1 либо как самостоятельный продукт. Для тех, кто устанавливал Microsoft Windows, процедура установки Windows for Workgroups не покажется сложной и утомительной. Дополнительно вам придется выбрать драйвер сетевого адаптера из числа имеющихся в комплекте. К сожалению, драйверы, которые поставляются на дискетах вместе с сетевыми адаптерами, для Windows for Workgroups не подойдут.
Установив Windows for Workgroups на несколько рабочих станций в сети, вы обнаружите, что у вас появились весьма интересные возможности. Изменения затронули, в частности, File Manager, Control Panel, Clipboard. Появились новые приложения, связанные с посылкой почты и сообщений.
Новые возможности приложения File Manager позволяют отдать один или несколько локальных дисков в коллективное пользование, а также подключить к себе диски, расположенные на других рабочих станциях. При этом обеспечивается парольная защита, отдельно предоставляются права на чтение дисков, и отдельно - на запись. Вам не надо при запуске Windows for Workgroups каждый раз задавать отдаваемые в коллективное пользование диски и указывать пароли - есть возможность делать это автоматически. Кстати, появилась возможность задать пароль для запуска Windows.
С помощью Control Panel вы можете отдать свой принтер в коллективное пользование, а также подключиться к удаленному принтеру, расположенному на другой рабочей станции.
Microsoft Windows for Workgroups - первая сетевая операционная система, обеспечивающая удобное интегрирование графических приложений, работающих на различных рабочих станциях в сети.
Novell NetWare
С момента своего появления сетевая операционная система Novell NetWare пережила множество "переизданий" и, успешно вытесняя конкурентов, захватила значительную часть рынка.
В нашей стране массовое вторжение Novell NetWare началось с версии 2.15, способной работать на доступных компьютерах с процессором 80286. Кроме того, что тоже важно в условиях дефицита компьютеров, эта версия позволяет совмещать в одном компьютере функции файл-сервера и рабочей станции.
Следующая версия Novell NetWare для процессора 80286 - версия 2.2 - отличается от версии 2.15 большей надежностью и более удобной процедурой инсталляции. Эта операционная система больше всего подходит для организации небольшой сети на базе файл-сервера с процессором 80286 для решения задач совместного использования принтеров и дисковой памяти.
Для создания крупных и надежно работающих сетей больше подходит Novell NetWare 386 версии 3.11. Эта высокопроизводительная многозадачная операционная система реального времени может работать только на процессорах 80386 или 80486. Novell NetWare 386 не позволяет совмещать файл-сервер и рабочую станцию, что благоприятно сказывается на производительности и надежности сети.
Novell NetWare Lite может послужить альтернативой операционной системе Novell NetWare 2.2. Эта сетевая оболочка реализована в виде резидентных программ, она предельно проста в установке и использовании. Но производительность ее в некоторых случаях может показаться вам недостаточной.
Теперь, после краткого обзора, рассмотрим основные особенности различных версий Novell NetWare. Начнем с самой мощной на момент написания этой книги - Novell NetWare 386 версии 3.11.
разрядную многозадачную операционную систему реального
Сетевая операционная система (ОС) Novell NetWare 386 версии 3.11 представляет собой 32- разрядную многозадачную операционную систему реального времени, работающую в защищенном режиме процессора 80386 или 80486. Эта ОС использует все аппаратные особенности процессора 80386, поэтому она не будет работать на компьютерах с процессором 80286.
Как мы уже говорили, NetWare 386 является сетевой ОС с централизованным управлением. Это означает, что в сети один или несколько компьютеров используются в качестве файл-серверов. На этих компьютерах работает ОС NetWare 386. Остальные компьютеры используются в качестве рабочих станций и на них должна быть загружена сетевая оболочка - специальная компонента NetWare для рабочих станций. Общее количество рабочих станций, подключенных к одному серверу, может достигать 250.
ОС NetWare 386 стартует из MS-DOS. Для этого необходимо запустить программу server.exe - ядро ОС. После останова NetWare 386 можно снова вернуться в среду MS-DOS, что достаточно удобно с точки зрения отладки и настройки сетевой ОС.
Как и всякая операционная система, Novell NetWare работает с аппаратурой через драйверы. Особенностью версии NetWare 386 является возможность динамической загрузки драйверов дисковых устройств и сетевых адаптеров. Вы можете просто запустить программу server.exe и после этого с консоли с помощью специальных команд загрузить все необходимые драйверы. Можно также создать текстовый файл, в котором указать список загружаемых на этапе старта ОС драйверов (аналог файла config.sys в MS-DOS).
Кроме драйверов, можно загружать (и при этом сразу запускать) программы, выполняющие те или иные функции для обслуживания сервера и сети. Вы можете запустить много таких программ, и все они будут работать параллельно в мультизадачном режиме. В этом ОС NetWare 386 чем-то напоминает OS/2 и UNIX. Имена запускаемых программ содержат расширение nlm, поэтому вы часто можете встретить такой термин, как nlm-процессы.
Параллельно работающие nlm-процессы (или nlm-программы) могут относиться как к самой операционной системе NetWare 386, так и к другим подсистемам, в том числе разработанным другими фирмами (не Novell).
Эти процессы обычно решают такие задачи, как управление файлами, хранящимися на сервере, и сетевыми принтерами, работа с внешними коммуникационными каналами связи, управление базами данных, управление доступом к средствам файл-сервера и т. п. Novell предоставляет разработчикам всю необходимую для создания nlm-процессов информацию и специальные средства разработки, что стимулирует создание новых подсистем, ориентированных на ОС Novell NetWare 386.
При установке Novell NetWare стартовый диск файл-сервера обычно разбивают на два раздела. Первый раздел имеет размер порядка 3 - 5 Мбайт, на нем находится MS-DOS, программа server.exe и некоторые другие файлы, необходимые для запуска NetWare 386 (например, драйвер диска). Второй раздел форматируется специальным образом для использования ОС NetWare 386.
В этом разделе находятся остальные модули сетевой ОС, сетевые утилиты и некоторые другие служебные каталоги. Там же вы сможете разместить файлы, которые должны быть доступны для рабочих станций, подключенных к сети.
Разумеется, в компьютере, используемом в качестве файл-сервера, можно установить два или большее количество дисков. На этих дисках можно создать разделы ОС NetWare.
Как рабочие станции получают доступ к данным, хранящимся на файл-сервере? Внешне это выглядит следующим образом.
После загрузки нескольких резидентных программ, входящих в состав сетевой оболочки для MS-DOS, на рабочей станции появляется еще один диск. Это или диск F: (если имеются локальные диски C:, D:, E:), или диск, обозначаемый следующей буквой после последнего локального диска с учетом параметра команды "LASTDRIVE".
Пользователь оказывается в каталоге с именем LOGIN. Запустив имеющуюся в этом каталоге программу slist.exe, пользователь может увидеть список активных серверов (в сети может быть много серверов). При помощи программы login.exe он может подключиться к одному из них, указав свое имя и пароль, которые он должен получить у администратора сети.
Если процедура подключения к серверу завершилась успешно, на рабочей станции появляются дополнительные диски, которые есть не что иное, как каталоги разделов файл-сервера.
Пользователь может подсоединить дополнительно каталоги других активных серверов, которые будут отображены на специально созданные для этого логические диски рабочей станции.
После подключения к файл-серверу на первом сетевом диске вам будет доступен каталог PUBLIC, содержащий сетевые утилиты - обычные exe-программы.
Novell NetWare Lite
Сетевая оболочка Novell NetWare Lite состоит из двух резидентных программ, работающих в среде MS-DOS: программы сервера server.exe и резидентной программы для рабочей станции client.exe. Обе эти программы могут работать на процессоре 80286.
На тех компьютерах, которые будут использоваться для серверов, необходимо запускать программу server.exe. Это удобно делать через файл autoexec.bat. Диски (и принтер) компьютера, на котором запущена программа server.exe, становятся доступны тем рабочим станциям в сети, на которых работает программа client.exe. Программу client.exe также удобно запускать через файл autoexec.bat.
Если вы запустите программу server.exe, компьютер превратится в невыделенный сервер. Это означает, что на данном компьютере можно продолжать выполнять обычную работу. Существует простая возможность сделать сервер выделенным. Запустите программу dedicate.com, и до тех пор, пока вы не нажмете любую клавишу, сервер будет выделенным.
Это очень удобно: вам не надо переустанавливать заново ОС только для того, чтобы на несколько часов сделать сервер выделенным и увеличить его производительность. В то же время вы легко можете продолжить обычную работу на сервере, просто завершив работу программы dedicate.com нажатием любой клавиши.
Разумеется, возможности NetWare Lite гораздо беднее, чем даже возможности версии NetWare 2.2. Например, вы не сможете организовать мосты, мощность средств разграничения доступа несравнима с мощностью аналогичных средств версии 2.2 и тем более 3.11.
Однако если в вашей сети всего несколько компьютеров и вам не нужна большая производительность и "крутые" средства разграничения доступа, можете остановить свой выбор на Novell NetWare Lite.
Как мы уже говорили, Novell
Как мы уже говорили, Novell NetWare версии 2.2 является сетевой операционной системой, ориентированной на файл-сервер с процессором 80286 и предназначенной для небольших организаций. Максимальное количество рабочих станций в сети может быть равно 5, 10, 50 или 100. В зависимости от максимального количества рабочих станций в сети меняется и стоимость операционной системы.
Эта операционная система, так же как и Novell NetWare 386, проста в установке и надежна в работе. Она обладает многими возможностями, реализованными в версии 3.11, - мосты, зеркальные диски, дублирование дисков, мощную систему разграничения доступа. Возможно совмещение в одном компьютере функций файл-сервера и рабочей станции, хотя мы не рекомендуем вам этим пользоваться.
В версии 2.2 не реализована концепция nlm-процессов. Вместо этого используется менее гибкая система так называемых VAP-процессов (VAP - Value Added Process). Все программы и драйверы, работающие на файл-сервере, "добавляются" к ядру операционной системы на этапе загрузки файл-сервера. Соответствующие файлы имеют расширение vap. Для того чтобы изменить конфигурацию работающих VAP-процессов, вам необходимо перезапустить файл-сервер. Динамическая загрузка и выгрузка VAP-процессов без перезапуска файл-сервера невозможна.
Операционная система Novell NetWare версии
Операционная система Novell NetWare версии 2.15 пока еще распространена в нашей стране, хотя уже началось ее вытеснение версиями 2.2 и 3.11.
Уступая практически во всем версии 2.2, Novell NetWare версии 2.15 чрезвычайно сложна в установке и настройке. Достаточно сказать, что дистрибутив состоит более чем из 30 дискет по 360 Кбайт, при инсталляции выполняется операция компоновки (!) ядра операционной системы и сетевой оболочки из объектных модулей с помощью специального редактора связей фирмы Novell. Сама процедура инсталляции может продлиться несколько часов (версию 3.11 нам удалось установить за 20 минут).
В этой версии сетевой ОС имеются ошибки, поддержка такой широко распространенной среды, как Microsoft Windows, ограничена, надежность работы сети оставляет желать лучшего. Поэтому мы не рекомендуем вам тратить время на версию 2.15. Если для файл-сервера вы вынуждены использовать компьютер с процессором 80286, рассмотрите возможность приобретения Novell NetWare 2.2 или Novell NetWare Lite.
Новейшая сетевая операционная система Novell
Новейшая сетевая операционная система Novell NetWare версии 4.0 предназначена для создания крупных сетей, состоящих из многих сегментов и содержащих много серверов. Количество пользователей может достигать 1000.
В отличие от NetWare версии 3.11 в новой версии предусмотрено централизованное управление серверами. Теперь системный администратор может с одной рабочей станции управлять всеми серверами и вести единый список пользователей на всех серверах. Соответственно значительно упрощается определение прав доступа пользователей к серверам. Если в Novell NetWare версии 3.11 системный администратор был вынужден вести отдельный список пользователей для каждого сервера и для каждого сервера определять права доступа, в версии 4.0 задача сильно упрощается.
Подключившись к сети, пользователь получает доступ одновременно ко всем ее ресурсам. Теперь у него нет необходимости подключаться к отдельным серверам для получения доступа к файлам, которые хранятся на них.
Есть возможность выполнять автоматическое дублирование информации, хранящейся в сетевых разделах, причем можно иметь несколько копий.
Среди пользователей MS-DOS большую популярность имеют системы автоматического сжатия файлов, такие, как Stacker. В Novell NetWare версии 4.0 также предусмотрено автоматическое сжатие данных, хранящихся на сервере. Разумеется, администратор сети может отменить сжатие файлов, если это нецелесообразно.
В новой версии NetWare значительно усовершенствована файловая система, которая исключает фрагментацию дисков файл-сервера.
Есть множество других усовершенствований, значительно повышающих быстродействие и надежность системы.
Расширена поддержка широко распространенной операционной системы Microsoft Windows версии 3.1. В частности, Microsoft Windows 3.1 поставляется в составе Novell NetWare 4.0 как программное обеспечение для рабочих станций.
Разумеется, есть поддержка операционных систем OS/2, UNIX и компьютеров Macintosh.
Для использования операционной системы Novell NetWare версии 4.0 вам необходимо приобрести компьютер для файл-сервера на базе процессоров 80386, 80486 или P5 (Pentium). Он может использовать архитектуру ISA, EISA или MCA (серия PS/2). В компьютере необходимо установить по крайней мере 8 Мбайт оперативной памяти, адаптер локальной сети, а также устройство для считывания дисков CD-ROM. Последнее обстоятельство связано с тем, что Novell NetWare поставляется только на накопителях CD-ROM.
Одноранговые сети
Одноранговые сети не содержат в своем составе выделенных серверов. Функции управления сетью передаются по очереди от одной рабочей станции к другой.
Как правило, рабочие станции имеют доступ к дискам (и принтерам) других рабочих станций. Такой подход облегчает совместную работу групп пользователей, но в целом производительность сети может понизиться.
Если сеть объединяет несколько рабочих станций, которые должны совместно использовать такие ресурсы, как лазерный принтер, файлы на дисках, и если требуется интенсивный обмен данными между рабочими станциями, имеет смысл рассмотреть возможность применения недорогих одноранговых сетевых средств.
Одно из достоинств одноранговых сетей - простота обслуживания. Если для обслуживания сети на базе Novell NetWare, как правило, требуется системный администратор, то для поддержания работоспособности одноранговой сети вам не потребуется специально выделенный для этого сотрудник.
Наиболее распространены такие одноранговые сети, как Artisoft LANtastic, LANsmart компании D-Link Systems, Invisible Software NET-30 и Web NOS компании Webcorp. Все эти сетевые средства реализованы как надстройки над операционной системой MS-DOS.
Фирма Novell предложила свое решение для организации работы групп пользователей. Ее сетевая оболочка Novell NetWare Lite напоминает одноранговые сетевые оболочки тем, что для организации сети не требуются выделенные файл-серверы, облегчено совместное использование дисков и принтеров. Novell NetWare Lite запускается как набор резидентных программ в среде MS-DOS.
Однако Novell NetWare Lite не является одноранговой сетью. Скорее это сеть с централизованным управлением, в которой может быть несколько невыделенных или выделенных серверов.
В целом Novell NetWare Lite представляется нам достаточно удачным решением для организации небольших сетей. Кроме того, Novell NetWare Lite хорошо уживается с Novell NetWare 3.11, что позволяет комбинировать возможности сетей с централизованным управлением на базе NetWare 3.11 с удобным разделением ресурсов отдельных рабочих станций.
Операционной оболочке Novell NetWare Lite будет посвящен отдельный раздел нашей книги.
Фирма Microsoft предложила собственный вариант организации одноранговой локальной сети на базе своей операционной системы Windows for Workgroups версии 3.1. Эта операционная система является как бы переходным этапом между Windows 3.1 и сетевой операционной системой WindowsNT (New Technology - "новая технология").
Windows for Workgroups предоставляет исключительно удобные средства для интегрирования рабочих станций, основанные на понятном для пользователя графическом интерфейсе Windows. Простым нажатием кнопки мыши вы можете отдать свой диск или принтер в коллективное пользование. Ваш Clipboard также легко доступен для других рабочих станций. В то же время предусмотрено разграничение доступа.
Некоторым недостатком Windows for Workgroups можно считать более медленную работу по сравнению с обычной операционной системой Windows 3.1. Но в целом это средство удобно для организации рабочих групп, и поэтому мы рассмотрим его подробнее в отдельном разделе нашей книги.
Теперь, после того как мы рассказали вам о двух подходах к построению сетей, рассмотрим основные возможности конкретного сетевого программного обеспечения. Из всего многообразия сетевых операционных систем и оболочек мы выбрали самые распространенные и самые интересные, на наш взгляд, изделия - Novell NetWare и Microsoft Windows for Workgroups.
После этого мы расскажем о некоторых особенностях использования прикладного программного обеспечения в сети.
Прикладное сетевое программное обеспечение
Локальная сеть может применяться не только для коллективного использования файлов или принтеров. Существуют и другие, не менее важные приложения. Очень часто локальную сеть используют для коллективного доступа к базе данных.
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ
После подключения компьютеров к сети необходимо установить на них специальное сетевое программное обеспечение. Сетевое программное обеспечение отвечает за реализацию всех или отдельных уровней семиуровневой архитектуры, рассмотренной нами ранее.
Существует два подхода к организации сетевого программного обеспечения:
сети с централизованным управлением; одноранговые сети.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
Сети с централизованным управлением
В сети с централизованным управлением выделяются одна или несколько машин, управляющих обменом данными по сети. Диски выделенных машин, которые называются файл-серверами, доступны всем остальным компьютерам сети. На файл-серверах должна работать специальная сетевая операционная система. Обычно это мультизадачная операционная система, использующая защищенный режим работы процессора.
Остальные компьютеры называются рабочими станциями. Рабочие станции имеют доступ к дискам файл-сервера и совместно используемым принтерам, но и только. С одной рабочей станции вы не сможете работать с дисками других рабочих станций. С одной стороны, это хорошо, так как пользователи изолированы друг от друга и не могут случайно повредить чужие данные. С другой стороны, для обмена данными пользователи вынуждены использовать диски файл-сервера, создавая для него дополнительную нагрузку.
Есть, однако, специальные программы, работающие в сети с централизованным управлением и позволяющие передавать данные непосредственно от одной рабочей станции к другой минуя файл-сервер. Пример такой программы - программа NetLink. После ее запуска на двух рабочих станциях вы можете передавать файлы с диска одной станции на диск другой, аналогично тому, как вы копируете файлы из одного каталога в другой при помощи программы Norton Commander.
На рабочих станциях должно быть установлено специальное программное обеспечение, часто называемое сетевой оболочкой. Это обеспечение работает в среде той операционной системы, которая используется на данной рабочей станции, - DOS, OS/2 и т. д.
Файл-серверы могут быть выделенными или невыделенными. В первом случае файл-сервер не может использоваться как рабочая станция и выполняет только задачи управления сетью. Во втором случае параллельно с задачей управления сетью файл-сервер выполняет обычные пользовательские программы в среде MS-DOS. Однако при этом снижается производительность файл-сервера и надежность работы всей сети в целом, так как ошибка в пользовательской программе, запущенной на файл-сервере, может привести к остановке работы всей сети.
Мы не рекомендуем вам использовать невыделенные файл-серверы, особенно в ответственных случаях.
Существуют различные сетевые операционные системы, ориентированные на сети с централизованным управлением. Самые известные из них - Novell NetWare, Microsoft Lan Manager (на базе OS/2), а также выполненная на базе UNIX сетевая операционная система VINES.
В литературе, список которой приведен в конце книги, можно найти сравнительные характеристики этих операционных систем. Сравнение обычно
выполняется по таким параметрам, как зависимость производительности от количества рабочих станций в сети, надежность, удобство и разнообразие административных средств для управления сетью и пользователями, наличие защиты информации от несанкционированного доступа, объем резидентной части, занимаемой сетевой оболочкой на рабочей станции, использование разделяемых ресурсов (сетевых принтеров, модемов коллективного пользования и т. д.), возможность использования нескольких серверов в сети.
На момент написания этой книги первое место по совокупности параметров занимает сетевая операционная система Novel NetWare 386 версии 3.11. Имеется локализованный вариант этой версии, полностью переведенный на русский язык.
Кроме того, готовится к выходу еще более мощная сетевая операционная система Novell NetWare версии 4.0. Мы расскажем вам об основных отличиях этой версии от версии 3.11.
Так как объем книги ограничен, основное внимание мы уделим Novell NetWare. Это вполне оправдано, так как в подавляющем большинстве локальных сетей в нашей стране используется именно эта сетевая операционная система.
Более того, мы будем в основном ориентироваться на метод доступа Ethernet, как наиболее распространенный, высокопроизводительный и надежный.
