<< Пред. стр.

стр. 3
(общее количество: 13)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Открыть файл SALES .WK1
Файл открыт
Передать содержимое файла
Пожалуйста, вот они
Закрыть файл
Файл закрыт

Такой диалог типичен в 99 процентах случаев обмена между рабочей станцией и сервером в средней ЛВС. Кабели ЛВС несут эти сообщения от рабочей станции к серверу и обратно. Управляет диалогом сетевая операционная система, часть которой работает на сервере, а часть - на рабочих станциях. Сетевая ОС представляет обращения рабочих станций к дискам на файловом сервере как обращения к дополнительным собственным накопителям. Для этого сетевая ОС берет на себя функции DOS и выполняет эти обращения через кабели и сетевые адаптеры ЛВС, а не локально, внутри рабочей станции.

КОНФЛИКТВ ПРИ РАЗДЕЛЕНИИ ФАЙЛОВ

Если пользователи двух рабочих станций попытаются примерно одновременно начать модифицировать какой-либо файл, например SALES.WK1, то мoжeт возникнyть конфликтная ситуация. Предположим, что Джо загружает файл данных электронной таблицы, вносит изменения и сохраняет файл на диске. Вы делаете то же самое, но модифицируете другие данные. Предположим, что вы вводите данные с большей скоростью, чем Джо и записываете свой файл на пару минут раньше него. В результате, ваших модификаций не окажется в из-за того, что после; вас на диск записывал свой файл Джо. Koнeчно таких ситуаций допускать нельзя. Во избежание подoбныx ситуаций работа двух пользователей с файлом должна быть скоординирована.
Если две рабочие станции получают доступ к файлу SALES.WK1 почти одновременно, то файловый сервер открывает файл только для одной станции, запрещая доступ к нему для другой. Вы сможете спокойно вносить изменения в файл, а у Джо появиться сообщение:
Sharing Violation; Abort, Retry or Ignore?
Существует множество способов избежать проблем, связанных с разделением файлов. Простейший из них состоит в координации действий при модификаций: файлов (в этом может помочь электронная почта). Другой метод состоит в том, чтобы передавать пользователям только копии файлов от центрального источника и разрешить только одному из них изменять этот центральный файл. Или же можно каждый раз выдавать файл для работы только одному из пользователей, как это делается с книгами в публичных библиотеках. Когда в этой главе обсуждение перейдет к сетевым ОС, вы поймете, как сетевая ОС может помочь эффективно использовать методы разделения файлов.

Разделение принтера

Когда вы посылаете данные на сетевой принтер, сетевая ОС сохраняет каждую порцию данных во временном спул-файле на сервере. Каждый спул-файл - это файл на диске, чье содержимое соответствует потоку данных, направляемых на печать. Таким образом, он может содержать не только текст, но и загружаемые шрифты и графику. После того, как принтер закончит работу по распечатыванию какого-нибудь документа, сетевая ОС передаст на печать следующий спул-файл из очереди и уничтожит предыдущий временный спул-файл. Обычно сетевая ОС передает на печать титульные страницы или страницы-разделители, между печатью последовательных спул-файло'в. Титульная страница наряду с некоторой служебной информацией содержит псевдоним пользователя, которому предназначены распечатанные материалы.
Другими словами, файловый сервер в данной ситуации выступает как буфер печатных материалов. Он по очереди отправляет на принтер файлы, предназначенные для печати. Поэтому в сильно загруженной ЛВС вам, возможно, придется долго ждать появления распечатанных данных, пока не закончится вывод для других пользователей. Если вы не отменили опцию вставки титульных страниц, то ваши печатные материалы будут предварены листом с информацией, указывающей, что эти материалы предназначены для вас.

Компоненты файлового сервера

Для того, чтобы не запутаться в тонкостях работы файлового сервера, вам необходим путеводитель, и последующие несколько разделов этой главы укажут вам путь в форме короткого описания компонент сервера. В дальнейшем эти компоненты будут рассмотрены более детально.

Обзор аппаратных средств сервера

Типичный файловый сервер представляет из себя ПК, на который возложена задача разделения дискового пространства, файлов и принтеров между рабочими станциями. В крупных ЛВС вместо обычных ПК могут использоваться ПК, специально сконструированные для работы в качестве файловых серверов (суперсерверы), миниЭВМ или даже большие ЭВМ. Вне зависимости от того, какого типа компьютер выбран, файловый сервер и рабочие станции взаимодействуют друг с другом через сетевые адаптеры и кабели.
Использование серверов на базе ПК. Несмотря на то, что не все сетевые ОС способны работать с ПК любой конфигурации, диапазон для выбора все же достаточно широк. При этом быстродействие компьютера, а также емкость и быстродействие дискового накопителя являются наиболее важными факторами. Емкость ОЗУ также очень важна, чего нельзя сказать об остальных компонентах, таких как монитор, клавиатура, мышь, так как большинство файловых серверов не работают в интерактивном режиме.
Включение обыкновенного ПК в качестве файлового сервера достаточно просто. Желательно выбрать машину с диском возможно большего объема и с наиболее высокой производительностью. Следуя инструкциям, нужно установить в компьютер карту сетевого адаптера, а затем серверную часть сетевой ОС. И наконец, необходимо расположить машину в таком месте, где никто случайно не выдернет ее сетевой шнур, и вероятность каких-нибудь помех для работы со стороны служащих офиса будет наименьшей. После подсоединения к ней сетевых кабелей вы можете включать ПК уже в качестве файлового сервера.
Использование суперсерверов, серверов на базе миниЭВМ и больших ЭВМ. Суперсервер это ПК, специально спроектированный для работы в качестве файлового сервера в ЛВС. Он выглядит совсем как обычный ПК, но суперсервер может иметь систему дисковых накопителей дублирующих друг друга для обеспечения более высокой надежности хранения данных. В таких системах файлы, записанные на одном диске, автоматически зеркально отражаются на резервном. В случае отказа одного диска данные мгновенно будут считываться с резервного. Этим достигается высокая степень безотказности работы дисковой системы файлового сервера. Суперсервер почти всегда имеет высокопроизводительный процессор и ОЗУ достаточно большого объема (32М, 64М и более).
В вашем офисе для использования в качестве файлового сервера может быть выбрана миниЭВМ, например, VAX фирмы Digital Equipment Corporation или IBM RS/6000 фирмы IBM. Для VAX вы можете воспользоваться версией NetWare, которую фирма Novell специально разработала для этого оборудования. МиниЭВМ RS/6000 в качестве базовой операционной системы использует систему AIX - вариант ОС UNIX, разработанный фирмой IBM. Кроме того, имеется возможность установить на RS/6000 системы NFS (Network File System – Сетевая файловая система) фирмы Sun Microsystems или любой другой UNIX-подобной сетевой ОС. Вас, вероятно, будет интересовать вопрос о возможности использования миниЭВМ не только в качестве файлового сервера, но и в качестве центральной (host) ЭВМ. Если при этом прикладные программы на рабочих станциях ЛВС смогут взаимодействовать с прикладной программой - одной из задач, выполняемых на центральной ЭВМ, то вы получите систему типа клиент/сервер. В такой системе часть работы выполняется на рабочей станции, а часть на миниЭВМ.
Возможно также использование большой ЭВМ для сетевых применений типа клиент/сервер, однако в этом случае стоимость администрирования и программирования системы будет высокой. В настоящее время использование больших ЭВМ в качестве файловых серверов не слишком оправданно экономически. Ситуация может измениться в будущем (многие производители сетевых ОС работают над созданием программного обеспечения для превращения больших ЭВМ в файловые серверы), но пока что большие ЭВМ требуют больших усилий программистов для включения их в работу ЛВС.
Использование сетевых соединений. В главе 5 под названием "Протоколы, кабели, адаптеры" детали сетевых соединений между рабочими станциями и сервером обсуждаются подробнее. Здесь же мы только отметим, что в файловый сервер нужно установить карту адаптера и соединить ее с сетевыми кабелями. Для рабочих станций и для файлового сервера необходимо использовать адаптеры, имеющие один и тот же протокол обмена, но для сервера желателен наиболее совершенный адаптер с максимальным быстродействием. Это связано с тем, что файловый сервер, будучи центральным пунктом сети, имеет наиболее загруженный график. Карты адаптеров для файловых серверов имеют 16 или 32 разрядный интерфейс с материнской платой компьютера, снабжаются дополнительным объемом памяти и специальными микросхемами для обеспечения максимальной производительности.

Обзор программного обеспечения для сервера

После установки аппаратных средств файлового сервера можно переходить к установке программного обеспечения - сетевой ОС. Сетевая ОС может допускать выполнение файловым сервером одновременно функций рабочей станции, а может полностью "захватывать" компьютер для выполнения исключительно функций файл-сервера.
Сравнение операционных систем для одноранговых ЛВС и сетей с выделенным сервером. Сетевая ОС, установленная на сервере, может быть просто одной или несколькими резидентными программами, позволяющими компьютеру разделять собственные ресурсы в сети. Такое простое сетевое программное обеспечение обычно работает под управлением DOS и позволяет машине выполнять одновременно функции файлового сервера и рабочей станции. ЛВС, организованные таким образом, называются одноранговыми ЛВС, а программное обеспечение - сетевой ОС для одноранговых ЛВС. При другом подходе сетевая ОС может работать совершенно независимо от DOS, полностью вытеснив ее после запуска или использовать мощные многопользовательские многозадачные ОС, такие как OS/2 или UNIX. Такие системы называются сетевыми ОС на базе файловых серверов.
Конечно, можно установить одноранговую ЛВС, но не использовать файловый сервер в качестве рабочей станции, сосредоточив его полностью на выполнении функций сервера. Такой сервер можно назвать выделенным, но он по-прежнему будет работать под управлением DOS со всеми ее недостатками. Зато теперь можно не беспокоиться о том, что прикладная программа, работавшая на сервере рабочей станции и неожиданно зависшая, остановит работу всей ЛВС. Сетевые ОС на базе файловых серверов по определению требуют выделенного сервера.
Выбор наилучшей сетевой ОС. Сетевые ОС на базе файловых серверов обычно стоят дороже, чем их конкуренты - одноранговые ОС, но они имеют лучшие характеристики, более высокую надежность и более высокую степень защиты данных. Кроме того, сетевые ОС на базе файловых серверов предоставляют возможность совместной работы компьютеров различного типа. Например, NetWare - наиболее популярная сетевая ОС на базе файлового сервера, позволяет одновременно подключать к одной ЛВС компьютеры под управлением таких различных ОС, как UNIX, DOS и OS/2, а также компьютеры Macintosh.
Если вы устанавливаете небольшую ЛВС (с количеством рабочих станций не более десяти) и предполагаете использовать сеть только для работы с текстовыми процессорами или небольшими базами данных, и к тому же все компьютеры будут работать под управлением DOS, то, возможно, наилучшим выбором окажется одноранговая ЛВС. Если же необходимо использовать множество рабочих станций или, если в вашей ЛВС предполагается что-то большее, чем простое разделение файлов для обработки текстов, или, если у вас имеются компьютеры, работающие под управлением разных ОС, то скорее всего вам необходима сетевая ОС на базе файлового сервера.

Критерии, которым должен удовлетворять файловый сервер

Если вам необходимо место для хранения файлов, которые нужно разделять между несколькими рабочими станциями, то вы можете в качестве файлового сервера использовать один из ПК в вашем офисе или же выбрать миниЭВМ или даже суперсервер. В любом случае ваш выбор должен Удовлетворять следующим четырем критериям:
необходим быстрый доступ к файлам на сервере
емкость диска на сервере должна быть достаточной для хранения файлов большого числа пользователей
необходима определенная степень защиты файлов от несанкционированного доступа
необходима высокая надежность работы файлового сервера
Если в качестве файлового сервера вы выбрали что-то более мощное, чем обычный ПК, вы должны убедиться, что этот компьютер допускает подключение к ЛВС и способен выполнять функции сервера. Вам необходимо обсудить с поставщиком различные варианты организации ЛВС.
Если же в качестве файлового сервера вы используете один из ваших ПК, то необходимо выбрать из них наиболее высокопроизводительную машину с дисковым накопителем большого объема и высокого быстродействия. Возникает вопрос, почему же нужно выбирать в качестве сервера наиболее высокопроизводительную ЭВМ, если прикладные программы запускаются на рабочих станциях, а не на файловом сервере? Во время работы ЛВС файловый сервер получает от рабочих станций огромное количество запросов на обслуживание файлов. Для обработки этих запросов ему приходится затрачивать время на доступ к этим файлам на диске, используя большой объем ресурсов процессора. Именно для того, чтобы ускорить обслуживание запросов и создать у пользователя впечатление того, что он является единственным, кто обращается к файловому серверу, необходимы такие параметры сервера, как высокое быстродействие центрального процессора и дискового накопителя.
Для выделенного файлового сервера нет никакой необходимости приобретать хороший цветной монитор, высококачественную клавиатуру и дорогую мышь. Вполне достаточно снабдить его монохромным монитором, так как после установки и запуска сетевой ОС вы не часто будете работать с этим компьютером в интерактивном режиме.

Аппаратные средства сервера

Итак, выше вы получили представление о компонентах файлового сервера. Вы знаете основные шаги, необходимые для превращения ПК в файловый сервер. Вам известны различные типы сетевых ОС и критерии, которым должен отвечать файловый сервер. Теперь рассмотрим каждую из этих компонент детальнее. Начнем с обсуждения того, как надежность вашего файлового сервера может повлиять на всю работу в офисе.

Оценка надежности аппаратных средств

Как уже отмечалось, файловый сервер эксплуатируется гораздо интенсивнее, чем обычная рабочая станция. Вы можете использовать клавиатуру и видеомонитор на сервере лишь пару раз в день, однако центральный процессор и накопитель на жестком диске файлового сервера непрерывно заняты обслуживанием запросов рабочих станций ЛВС.
Если рассматривать ЛВС в вашем офисе как важное вложение средств (а считать иначе было бы неразумно), то тогда нужно выбирать в качестве файлового сервера наиболее высококачественный ПК с наиболее быстродействующим центральным процессором 80486 или Pentium. Накопитель на жестком диске также должен быть быстродействующим и иметь достаточно большой объем. Но наиболее важными для файлового сервера являются вопросы надежности центрального процессора, материнской платы и накопителя на жестком диске. Эти компоненты должны быть в высшей степени надежны и экономить на них недопустимо, так как остановка ЛВС обходится дорого, поскольку приводит к большим потерям рабочего времени многих специалистов, которые не смогут получить доступ к своим файлам. Более высококачественные компоненты будут гарантировать безотказность ЛВС в течение большего периода времени.
Кроме того, необходимо установить график регулярных профилактических работ на файловом сервере. За несколько недель работы вентиляторы, расположенные в задней части сервера, прокачают через машину огромное количество воздуха для ее охлаждения. Воздух может содержать частицы пыли и грязи, которые оседают внутри ПК. Поэтому необходимо раз в месяц или в два месяца разбирать сервер для очистки. Хотя нет необходимости предупредительно заменять еще работающие компоненты сервера, но все же нужно проверять, не ухудшилось ли качество его составляющих. Поэтому необходимы диагностические программы и контрольно-измерительное оборудование для периодической проверки состояния аппаратурных средств сервера. (В главе 12 под названием "Управление ЛВС" обсуждаются различные средства для регулировки вашего сервера).
Напряжение питания в промышленной электросети нередко испытывает большие колебания и броски. В интересах повышения надежности файлового сервера желательно использовать для его электропитания источник бесперебойного питания. Это устройство не только будет питать сервер, когда пропадет напряжение в сети, но и будет защищать файловый сервер от воздействия всевозможных электрических помех.
Можно заключить, что необходимо сделать все для того, чтобы ваша ЛВС надежно работала, и одной из таких мер может быть размещение файлового сервера в недоступном для посторонних месте.

Оценка качества накопителя на жестком диске файлового сервера

Накопитель на жестком диске является одной из наиболее важных составляющих файлового сервера. На нем хранятся все файлы пользователей сети. На рис. 4.1 показан накопитель на магнитном диске файлового сервера. Надежность, быстрота доступа и емкость накопителя на жестком Диске сервера определяют насколько эффективным будет использование ЛВС. Чаще всего в типичной ЛВС узким местом является время, необходимое для операций чтения/записи на жестком диске файл-сервера. Кроме того, пользователи ЛВС часто жалуются на нехватку дискового пространства.

Оценка быстродействия диска
Скорость доступа к жесткому диску определяется рядом факторов, включая следующие:
метод записи информации на диск (MFM, RLL, ESDI или SCSI)
тип контроллера и его "интеллектуальность"
тип жесткого диска
относительное положение секторов на соседних дорожках (interleave factor)
расположение файлов на диске (от расположения файлов зависит насколько далеко необходимо перемещаться головке чтения/записи для доступа к файлу)

Рис. 4.1 Все пользователи ЛВС разделяют жесткий диск файлового сервера

Вообще говоря, быстродействие накопителя на жестком диске характеризуется двумя параметрами: скоростью передачи данных и средним временем поиска сектора на диске. Скорость передачи данных выражается числом байтов данных, которое накопитель может передать в компьютер за одну секунду. Среднее время поиска представляет промежуток времени, в течение которого головка чтения/записи перемещается на небольшое расстояние между дорожками и ожидает, пока диск повернется на половину полного оборота, и нужный сектор появится под головкой. Для сравнения, стандартный диск фирмы IBM в ПК IBM PC/AT имеет скорость передачи данных 180К в секунду и среднее время поиска 40 миллисекунд. Диски других компаний, таких как Connor, Peripherals, Core, Maxtor (Storage Dimensions), Micropolis, Priam, Rodime и Raset, заметно быстрее и имеют среднее время поиска в диапазоне от 6 до 20 миллисекунд. Но конечно же, фирма IBM производит и более быстрые накопители, например, такие как в моделях компьютеров PS/2.

Оценка емкости диска
Емкость современных дисковых накопителей растет одновременно с ростом быстродействия, так что более емкие накопители являются также и более быстрыми. Очевидно, что разработчики НЖМД большой емкости (500М, 1Г и выше), когда создают свои совершенные изделия, предполагают их использование в файловых серверах. Однако стоимость некоторых из этих огромных НЖМД сравнима со стоимостью компьютера, в который он вставляется. Как много дискового пространства необходимо иметь на файловом сервере? Как много дисковых накопителей необходимо и какое количество файловых серверов будет достаточным? Вот вопросы, которые приходится решать в процессе проектирования ЛВС.
Существенным фактором является ограниченное число накопителей, которые возможно установить в файловом сервере. Обычно имеется возможность установки только двух накопителей в одну машину (накопители, использующие интерфейс SCSI, предоставляют в этом отношении больше возможностей). Вообще говоря, лучше иметь несколько накопителей среднего размера в нескольких серверах, чем один огромный НЖМД на одном сервере. В этом случае увеличивается количество головок записи, контроллеров и процессоров, обслуживающих запросы пользователей, что повышает быстродействие. Кроме того, второй файловый сервер может продолжать поддерживать работу сети в случае, если первый выйдет из строя.
Общее правило состоит в том, что каждому пользователю в ЛВС нужно выделить около 50М дискового пространства на файловом сервере. Это всего лишь приблизительная оценка, так как в каждом конкретном случае необходимо учитывать, для чего используется сеть и какие именно прикладные программы будут использоваться в ней. Дисковые накопители файловых серверов аналогичны стенным шкафам и архивным помещениям: вне зависимости от их размеров они имеют свойство очень быстро заполняться. Администратору ЛВС необходимо запомнить следующие рекомендации:
необходимо призывать сотрудников использовать локальные накопители для хранения прикладных программ, не используемых совместно в ЛВС
не стоит экономить средства, покупая бездисковые рабочие станции
не разрешать пользователям хранить компьютерные игры на файловом сервере
необходимо установить правила для периода хранения в ЛВС файлов различных типов и регулярно проводить чистку накопителя сервера, не дожидаясь пока он полностью заполнится

Оценка альтернатив для магнитных дисков
Оптические накопители являются альтернативой магнитным дискам для файловых серверов. В них для запоминания данных используется свет, а иногда - комбинация света и магнитного поля. При наличии соответствующего программного обеспечения оптические накопители ведут себя так же как и любые другие накопители на сервере. Оптический диск очень надежен и может хранить информацию длительное время. Но до недавних пор оптические накопители имели два основных недостатка, которые мешали их распространению. Они имели большие времена доступа, чем магнитные накопители, и не имели возможности перезаписи информации. Поэтому такие диски назывались WORM (Write Once Read Many ˜ Однократная запись, многократное чтение). Однако теперь ситуация изменилась. Такие компании, как Corel, Storage Dimensions и Racet, в настоящее время производят перезаписываемые оптические диски, пригодные для работы в ЛВС.

Оценка качества центрального процессора файлового сервера
Центральный процессор файлового сервера сообщает накопителю что записывать или считывать с него. Центральный процессор - следующий после жесткого диска по степени важности элемент файлового сервера. Если только ЛВС не ограничена лишь несколькими пользователями и не планируется ее наращивание, то файловый сервер с быстрым процессором 80486 или Pentium и большим объемом памяти оказывается правильным выбором. В следующем разделе будут обсуждаться критерии выбора объема ОЗУ, необходимого для сервера.
Центральный процессор выполняет последовательность команд, выдаваемых программным обеспечением, работающим в компьютере. Поэтому скорость выполнения прикладной программы определяется быстродействием центрального процессора. Соответственно, то же самое справедливо и для сетевой ОС. На рис. 4.2 показан центральный процессор сервера.
Некоторые сетевые ОС ориентированы исключительно для работы с определенными типами процессоров. Например, сетевая ОС NetWare версии 2 фирмы Novell не может работать с процессорами ниже, чем 80286, а для работы NetWare версии 3 или 4 требуется, по крайней мере, процессор 80386. Сетевые ОС LAN Server версии 2 фирмы IBM и LAN Manager версии 2 фирмы Microsoft могут работать под управлением версии 1.3 операционной системы OS/2. Эта версия ОС может работать с 80286 и более поздними моделями процессоров. Но сетевой ОС LAN Server версии 3.0 требуется версия 2.х OS/2, которая может работать только с процессором 80386 или более поздними моделями.

Оценка объема ОЗУ сервера
Сетевая операционная система загружается в ОЗУ компьютера так же, как и любая другая прикладная программа. Таким образом, необходимо иметь объем ОЗУ достаточный, по крайней мере, для размещения и работы сетевой ОС. В одноранговой ЛВС нескольких мегабайт памяти может быть вполне достаточно, в то время как для сети с выделенным сервером обычно устанавливают на нем память объемом 32М, 64М и более. Можно добиться значительного увеличения производительности файлового сервера с быстродействующим центральным процессором и дополнительным объемом ОЗУ, благодаря использованию процедуры кэширования. Если файловый сервер
снабжен ОЗУ достаточного объема, то он имеет возможность "запоминать" те области пространства дискового накопителя, к которым часто обращаются. Когда пользователь обратиться к файлу, размещенному в тех же областях накопителя, то файловый сервер может передать требуемую информацию, не обращаясь к диску. В результате этого будет достигнут существенный выигрыш по времени. Отметим здесь разницу между кэшированием на уровне ОС и кэшированием, связанным с наличием дополнительного ОЗУ на карте контроллера накопителя.

Рис. 4.2. Центральный процессор файлового сервера обрабатывает файловые запросы от всех рабочих станций

Оценка сетевых адаптеров
Сетевой адаптер сервера - это устройство, соединяющее файловый сервер со всеми рабочими станциями в ЛВС. Все файловые запросы от Рабочих станций и все ответные сообщения, включая данные запрошенных файлов, проходят через сетевой адаптер. На рис. 4.3 показана карта адаптера, предназначенная для соединения файл-сервера с сетью. Как нетрудно себе представить, сетевой адаптер сервера используется весьма интенсивно.
Сетевые адаптеры делятся на группы по используемому протоколу: EtherNet, Token Ring, ARCnet или какому-нибудь другому. Но и внутри любой из этих групп можно выделить адаптеры, которые работают лучше других. Сетевой адаптер может быть более быстродействующим из-за того, что имеет большой объем собственного ОЗУ или встроенный микропроцессор или, возможно, из-за того, что использует более длинный разъем на материнской плате, что позволяет с большей скоростью обмениваться данными с центральным процессором. Быстродействующий мощный сетевой адаптер является идеальным кандидатом для установки в файловый сервер в следующей главе "Протоколы, кабели, адаптеры" сетевые адаптеры рас смотрены более детально.

Рис. 4.3. Сетевой адаптер файлового сервера передает и принимает
сообщения от всех рабочих станций в ЛВС

Оценка источника питания компьютера
Встроенный источник питания - это обычно блестящая коробка внутри компьютера. Выключатель компьютера нередко является частью источника питания. Электрическая энергия поступает в компьютер через шнур, также присоединяемый к источнику питания. Внутри компьютера короткие низковольтные проводники соединяют источник питания с материнской платой, с накопителями на жестких и гибких магнитных дисках. Источник питания содержит один или два вентилятора для воздушного охлаждения.
В файловом сервере источник питания является чрезвычайно важным компонентом, хотя об этом часто забывают. Сбои в работе источника питания или плохое его функционирование могут вызвать трудно поддающиеся диагностике проблемы в любой другой части компьютера. Например, файловый сервер может высветить сообщение о том, что вышла из строя микросхема ОЗУ, и остановиться. Причиной, вызвавшей проблему, мог действительно послужить сбой ОЗУ, а возможно, дело просто в плохой работе источника питания.
Вентилятор в источнике питания иногда останавливается или засоряется пылью и грязью. В результате этого компьютер может начать вести себя странно и даже перегреться и выйти из строя. Вот почему чистка вентиляторов также должна стать частью регулярной процедуры обслуживания файлового сервера.
Качество источников питания различных фирм сильно колеблется. Один из лучших производится компанией:
PC Power and Cooling
31510 Mountain Way
Bonsall, CA 92003
(800) 722-6555

Оценка качества клавиатуры, видеомонитора и мыши
Клавиатура, видеомонитор и мышь (если они вообще подключены) не являются значительными компонентами сервера. Как правило, для этих составляющих можно использовать наиболее дешевые компоненты. Обычно файловый сервер работает без диалога с пользователем, и могут пройти часы или даже дни, прежде чем кто-нибудь подойдет к нему. На эти периоды видеомонитор можно отключать.
Единственное предупреждение по поводу клавиатуры заключается в том, что ее необходимо предохранять от случайного падения на нее предметов, что может повлиять на работу сервера и всей сети.

Программное обеспечение сервера

Операционные системы для ЛВС на базе сервера так же, как и для одноранговых сетей, способны разделять дисковое пространство, файлы и принтеры. В последующих нескольких разделах этой главы описано, каким образом сетевая ОС позволяет разделять эти ресурсы.

Функции сетевой ОС

В принципе как ЛВС на базе сервера, так и одноранговая ЛВС, содержат всего три программных компоненты. Фактическое же распределение обязанностей между конкретными компьютерными программами зависит от конкретной сетевой ОС. Некоторые простые системы состоят из единственен компьютерной программы, которая включает все три компоненты.
Другие, более сложные операционные системы, распределяют работу среди множества программ и модулей.
Первая, самая низкоуровневая компонента этого программного обеспечения, присутствует всегда и отвечает за связь. Этот модуль сетевой ОС позволяет рабочим станциям взаимодействовать друг с другом посредством сетевых адаптеров и кабелей. Программное обеспечение этого уровня состоит из драйверов сетевых адаптеров.
Что касается остальных двух программных компонент, то одна из них реализует функции рабочей станции, а другая находится на файловом сервере. Модуль сетевой ОС, управляющий рабочей станцией, создает сообщения-запросы и осуществляет их передачу на файловый сервер. Компьютер, управляемый серверной компонентой сетевой ОС, воспринимает эти запросы и отвечает на них.
Большинство этих запросов ориентированы на работу с файлами, причем некоторые оказываются чисто административными и предназначены для выполнения функций входа в систему, выхода из нее и идентификации пользователей сети.

Доступ к серверу

Если включить компьютер и загрузить в ОЗУ сетевое программное обеспечение, то это еще не даст возможности доступа к дисковому накопителю файлового сервера. Теперь необходимо пройти через процедуру входа в систему, введя свои имя и пароль. В ЛВС под управлением ОС NetWare, например, после запуска сетевой ОС вы можете перейти на диск сервера (обычно F) и окажетесь в директории \LOGIN. В другую директорию доступ получить невозможно, минуя процедуру входа в систему. Один из файлов в этой директории называется LOGIN.EXE. При его запуске у вас запрашивается имя и пароль. На рис. 4.4 показано содержимое экрана видеомонитора при входе в ЛВС под управлением ОС NetWare. При наборе с клавиатуры пароль на экране не высвечивается. В сетевых ОС LAN Server и LAN Manager файл LOGIN, напротив, находится на рабочей станции, и пока вы не войдете в систему, сервер для вас абсолютно недоступен.
ЗАМЕЧАНИЕ. Как описано в главе 7 «Сетевая ОС NetWare Фирмы Nowell» и главе 8 «Сетевые ОС LAN Manager, Windows NT и LAN Server», некоторые ОС называют процедурный вход в систему «loging in», а другие «loging on».

Даже до введения имени и пароля рабочая станция передает сообщения через кабель ЛВС. Самое первое из них - это широковещательное сообщение, направляемое всем компьютерам в ЛВС. Оно запрашивает файловые серверы с тем, чтобы они идентифицировали себя. После идентификации файлового сервера, рабочая станция знает, что он может запросить у вас имя. Если же рабочая станция не сможет найти ни одного файлового сервера, то на экране видеомонитора появится сообщение об ошибке.
Во время процедуры входа в систему файловый сервер ищет псевдоним пользователя в одной из своих внутренних таблиц. В этих внутренние таблицах расположены пароли, права и разрешения, идентификационные имена групп (название группы, членом которой вы являетесь), директория по умолчанию, ограничения дискового пространства и другие параметры ограничения. Естественно, что пароли и другая информация хранятся закодированной форме с целью предотвращения несанкционированного доступа.

Рис. 4.4. Присоединение к ЛВС в ОС NetWare

Назначение путей к сетевым накопителям
Различные ПК обозначают свои дисковые накопители разными символами даже перед тем, как будет загружена сетевая ОС. DOS приписывает внутренним накопителям буквенные обозначения в зависимости от числа накопителей (кав дискет, так и жестких дисков) в компьютере и числа логических разделов ss жестком диске. Один компьютер может иметь диск А (для 3,5 дюймовые дискет) и диск С (один раздел НЖМД). На другом компьютере DOS можеч присвоить имеющимся накопителям символы А, В, С, D.
Если к тому же файловый сервер имеет более одного диска, а в сети содержится не один сервер, то ситуация усложняется еще больше. Какими символами в этом случае сетевая ОС должна обозначать накопители?
Процесс присвоения буквенных обозначений сетевым дискам называется назначением накопителей (mapping drives). В ЛВС под управлением ОС NetWare для назначения накопителей необходимо запустить программные Файл МАР.ЕХЕ. По умолчанию ОС NetWare начинает присвоение обозначений дискам с символа F или, если такой символ уже задействован системой "Убирается следующий свободный. Используя МАР.ЕХЕ, можно при необходимости изменить этот порядок или назначить дополнительные сетевые | накопители. Обычно администратор сети включает МАР.ЕХЕ в сценарий входа в систему, поэтому каждый входящий в систему пользователь имеет постоянно одни и те же буквенные обозначения для сетевых дисков. На рис. 4.5 показано применение утилиты МАР.ЕХЕ для назначения буквы директории JOEL на диске SYS в файловом сервере SERVER1.

Рис. 4.5. Назначение директории файлового сервера буквенного обозначения сетевого диска

В сетевых ОС LAN Server, LAN Manager и во многих одноранговых ЛВС для назначения накопителей используется команда NET USE. Только одна одноранговая сетевая ОС WEB (фирмы WEB Corp.) назначает единственный сетевой диск, обозначаемый буквой W, и устанавливает каждый новый сервер как директорию на этом обобщенном накопителе. Имя директории сервера определяется именем, которое вы задали серверу во время установки.
В компьютерах Macintosh накопители не обозначаются символами, поэтому присоединившись к сети с такого ПК и применив программу CHOOSER, вы увидите на экране дополнительные хранилища-папки, к которым получили доступ. В компьютерах на базе ОС UNIX сетевые диски проявляются как дополнительные файловые системы. Например, в сетевой ОС NFS (Network File System - Сетевая файловая система), разработанной фирмой Sun Microsystems и предлагаемой многими производителями компьютеров семейства UNIX, рабочая станция устанавливает сетевые накопители в пустой директории (таким образом, команда MOUNT ОС UNIX работает с сетевыми дисками почти так же, как и с локальными файловыми системами).

Доступ к файлам и их разделение
После входа в систему и назначения новых символов сетевым накопителям вы получаете доступ к прикладным программам и файлам данных. Кроме этого вы получаете возможность печати на сетевом принтере (что еще будет обсуждаться ниже). Если теперь для выполнения своей работы вы запускаете прикладную программу, то вы практически не заметите различий в использовании локальных накопителей или сетевых дисков.
Однако в зависимости от используемой в сетевой ОС системы защиты данных, сетевые файлы и директории ведут себя несколько иначе, чем то, к чему вы привыкли. Например, в ЛВС под управлением ОС NetWare при использовании команды DOS DIR вы можете вообще не увидеть списка файлов из-за отсутствия прав доступа к определенным директориям. При попытке копирования файлов в такую директорию у вас появится сообщение об ошибке. Для выяснения того какими правами вы обладаете в данной директории можно воспользоваться утилитой ОС NetWare RIGHTS.
Некоторые утилиты и команды DOS не работают на сетевых накопителях. В частности, программа CHKDSK и программное обеспечение для диагностики дисков, типа Norton Utilites и PC Tools, не могут работать с сетевыми накопителями, будучи запущенными с рабочих станций.
Файл-сервер может оказать помощь в выработке оптимальной методики разделения файлов. Можно разделить всех пользователей на группы, используя возможности сетевой ОС для предоставления прав и разрешений. Каждой группе может быть предоставлена директория на сервере. При этом координация работы в группе в форме назначения персональной ответственности за работу с определенными файлами и процедурами позволит избежать конфликтов, возникающих при разделении файлов в компьютерной сети.
Сетевые ОС на базе серверов обычно работают с дисковыми накопителями иначе, чем DOS. Например, накопитель файлового сервера под управлением ОС NetWare использует более быстрый и надежный метод для запоминания и отыскания файлов. Поэтому вам не удастся загрузить файловый сервер в ОС NetWare, используя дискету с DOS, так же, как вы не сможете запустить утилиту DOS CHKDSK для проверки жесткого диска. Дисковый накопитель в ОС NetWare использует схему форматирования отличную от схемы, применяемой в DOS. Рабочая станция под управлением DOS, однако, может использовать файлы системы NetWare так, как если бы это были DOS-файлы. Это связано с тем, что рабочая станция и файловый сервер "договорились" представлять файлы сервера как файлы DOS. Компоненты рабочей станции трансформируют ответы от сервера в DOS-файлы. В противоположность этому, в одноранговых ЛВС для доступа к дисковым накопителям используется DOS.

РАЗДЕЛЕНИЕ ДИСКА – ТЕХНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

Каким образом сетевая ОС представляет дисковый накопитель файлового сервера как еще один обычный накопитель в DOS? Это достигается с помощью перенаправления.
Перенаправление вызовов функций: DOS и является механизмом, который позволяет разделять файлы. Прикладная программа, запущенная на рабочей станции, все время обращается к функциям DOS за какой-нибудь частью файла, а сетевая ОС перехватывает это o6paщение и отправляет его на файловый сервер, который фактически и выполняет операцию ввода/вывода с требуемой части файла прикладной программе по правилам, принятым, в DOS. Таким образом, прикладная программа даже не догадывается о том, что ее вызов функции DOS обрабатывается другой системой.
Для передачи запроса на сервер или получения ответа от него сетевая ОС должна предпринять несколько шагов. Во-первых, сетевая ОС на рабочей станции должна определить, нужно ли будет ей самой выполнять запрос на ввод/вывод файла или оставить его для DOS. Сетевая ОС осуществляет это, определяя в момент открытия или создания файла, используется ли для этого символ, отображающий сетевой накопитель или локальный. Так как сетевое программное обеспечение; содержит внутреннюю таблицу для определения того, какие накопители являются сетевыми устройствами, то рабочая станция без труда определит к какому устройству применяется операция открытия: или создания файла. После того, как файл открыт или создан, сетевая ОС, управляющая рабочей станцией, запоминает идентификатор файла, и всегда может решить, посылать ли ей запрос на чтение; или запись файла серверу или нет. Локальной же копии DOS, управляющей рабочей станцией, ничего не известно об этих файлах и она не имеет к ним доступа.
Предположим, что сетевое программное обеспечение рабочей станций обнаружило запрос на чтение файла, расположенного на накопителе файлового сервера. Оно превратит вызов функции DOS в сетевое сообщение. Для разных протоколов формат и размеры этого сообщения различны, но основное назначение, запрос части файла от сервера, одинаково для всех сетевых ОС и протоколов. Затем сетевое программное обеспечение рабочей станции посылает это сообщение в файловый сервер через: адаптер и сетевой кабель.
В сервере сообщение, поступившее через приемный адаптер и его программное обеспечение (драйвер), передается сетевой ОС сервера, которая распознает сообщение как запрос на чтение файла. Если это время сервером обрабатывается сообщение от другой рабочей станции (типичная ситуация с загруженных ЛВС), сетевая ОС помещает запрос на чтения файла в очередь для последующей обработки. Когда подойдет его очередь, сообщение будет обработано частью сетевой ОС, управляющей файловой системой сервера Требуемые сектора файла будут найдены в кэш-памяти сервера или если их там нет, будут непосредственно считаны с диска.
Когда файловый сервер выполняет операцию вводи/вывода, он может столкнуться с одной; из трех типичных ситуаций при чтении диска: запрошенные данные считываются, достигнут конец файла или читается только часть запрошенных данных (такое может случиться, когда запрошено больше данных, чем существует на диске). Файловый сервер создает сетевое сообщение, содержащее признак одной из этих ситуаций, добавляет данные файла (если они имеются) и передает результат вспомогательному сетевому программному обеспечению для передачи соответствующей рабочей станции.
Когда рабочая станция получает ответ от файлового сервера, ее программное обеспечение предпринимает те же шаги, что и при передаче требования чтения файла, но в обратном порядке. Сетевой адаптер обрабатывает сообщения, содержащие ответы, передавая их сетевому программному обеспечению рабочих станций, которое эмулирует DOS, помещай данные в буфер прикладной программы. Кроме того программное обеспечение рабочей станции устанавливает регистры процессора так, чтобы указать число фактически прочитанных байтов данных, и возвращает управление прикладной программе в точке, непосредственно следующей после вызова функции DOS.


Разделение принтера
Сетевая ОС производит перенаправление данных, предназначенных для печати, на сетевой принтер в значительной степени аналогично тому, как это происходит при операциях ввода/вывода файлов. Поток данных, предназначенных для печати, превращается в последовательность сетевых сообщений, адресованных файловому серверу (или, возможно, отдельному серверу печати). В сервере эти сообщения, в свою очередь, превращаются в спул-файл, который ставится сетевой ОС в очередь на печать.
Рабочая станция может быть снабжена локальным принтером (возможно, матричным), а в качестве сетевого может использоваться быстродействующий лазерный принтер. Программное обеспечение ЛВС предоставляет возможности для использования любого из них. В следующих нескольких разделах вы изучите, как работает процедура перенаправления применительно к принтерам и что необходимо знать об использовании принтеров ЛВС.
Доступ к принтеру ЛВС. Компьютеры под управлением DOS поддерживают до трех портов для принтеров, обозначаемых LPT1, LPT2 и LPT3. Если на рабочей станции имеется локальный принтер, то он подключен к одному из этих трех портов (хотя в некоторых случаях ваш принтер может быть подключен к последовательному порту, обозначаемому СОМ1 или COM2). Локальный принтер можно использовать сразу после включения компьютера.
В противоположность этому, для использования сетевого принтера с рабочей станции вам необходимо перенаправить в сеть один из принтерных портов вашего компьютера. В сетевых ОС LAN Manager, LAN Server и многих одноранговых ЛВС это осуществляется с помощью команды NET use. В системе NetWare для этой цели предусмотрена команда CAPTURE. На рис. 4.6 показано, как используется команда CAPTURE для создания связи между портом LPT1 компьютера и сетевым принтером LASERJET. Обычно такую команду включают в командный файл вместе с другими Командами, превращающими ваш компьютер в рабочую станцию, чтобы это производилось автоматически всякий раз, когда вы захотите войти в ЛВС Если же вы отправите данные для печати в порт, который не подключен локальному принтеру и не перенаправлен к сетевому принтеру, то вал компьютер может "зависнуть". Даже если этого не произойдет, то у распечатанных материалов вы точно не получите.

Рис. 4.6. Пример использования команды CAPTURE в сетевой ОС NetWare
При наличии на вашей рабочей станции локального принтера, он вероятнее всего подключен к порту LPT1. В этом случае можно перенаправить | к сетевому принтеру порт LPT2. Если же локального принтера у вас нет, то ] можно перенаправить к одному из принтеров ЛВС порт LPT1. Можно даже перенаправить все три порта к разным сетевым принтерам, если они имеются в вашей сети.
Каждый раз при посылке данных на принтер ЛВС сетевое программное обеспечение на рабочей станции считает эти данные новым заданием на печать, отличным от ранее отправленного на печать документа, и ставит его в очередь. Управление очередью на печать осуществляется специальной сетевой программой, называемой спулером.
Организация работы принтера. Сетевое программное обеспечение на файловом сервере или сервере печати, управляющее работой принтера, называется спулером. Спулер принимает перенаправленные данные для печати в виде потока сетевых сообщений и хранит их в виде временных дисковых файлов. Каждый отдельный набор данных для принтера является отдельным заданием для печати. Сетевое программное обеспечение печатает разделительные страницы, часто называемые страницами-разделителями заданий {job-separator pages), перед тем, как распечатать само задание. При желании распечатку титульных страниц можно отменить.
Если вы распечатали записку из текстового процессора, а затем печатаете отчет из программы электронной таблицы, то каким образом в этом случав ЛВС определит, что это отдельные задания для печати? Обычно сетевые О используют два метода для идентификации отдельных заданий. Если прикладная программа использует соглашения DOS для печати, то сетевое программное обеспечение "видит", что она открывает устройство DOS называемое LPT1, производит запись в это устройство, а затем закрывав это устройство. Операция закрытия этого устройства сигнализирует о окончании выполнения задания для печати.
Но если прикладная программа производит печать в обход DOS, то сетевое программное обеспечение не сможет обнаружить последовательность команд: открыть LPT1, записать в LPT1, закрыть LPT1. Сетевая ОС в этом случае обнаружит лишь поток данных, поступающих на печать и разделенных небольшими промежутками времени (когда пользователь указывает прикладной программе, что нужно печатать). Сетевая ОС может определят длительность пауз. В этом случае имеется следующая возможность отделения разных заданий для печати друг от друга. Вы устанавливаете для сетевой ОС время ожидания очередной порции задания для печати, например, на уровне 10 секунд. Если в течение этого времени ничего не поступав то данная пауза считается признаком окончания очередного задания. Если период ожидания не установлен или задан слишком коротким, сетевая ОС может путать принадлежность печатных материалов. В результате лист вашей распечатки могут перемежаться чужими страницами. Таким образом, слежение за принадлежностью печатного материала - важная задач спулера печати.
Использование спулера. Модуль спулера печати в сетевой ОС постоянно переключается между двумя функциями. Одна из них состоит в прием заданий для печати в форме сетевых сообщений и хранения их в вид временных файлов на диске. Другая функция состоит в том, чтобы определить, какой из файлов нужно отправлять на печать следующим и передать его на принтер. После того, как спулер распечатает файл, он удаляет его диска. Каждое задание для печати хранится в виде отдельного файла на диске. Если два пользователя одновременно захотят распечатать данные, то спулер соберет задания для печати в виде двух файлов на диске, а затем поочередно их распечатает. При этом, если не происходит путаницы из-за того, что интервал между заданиями на печать установлен слишком коротким, спулер не смешивает страницы из различных заданий.
Спулер помещает задания в очередь в порядке их поступления. С каждым заданием для печати поступает также различная служебная информация Указывающая на необходимость снабжения документов разделительным: страницами, производить дополнительную подачу страницы после окончания печати задания (эта команда может уже содержаться в печатном материале), тип бумаги для печати и т.п. Многие сетевые ОС предоставляет средства для определения положения в очереди вашего задания и по необходимости позволяют удалять задание из очереди или откладывать его исполнение на более поздний срок.
Использование различных шрифтов, команд и режимов работы принтера. В процессе приготовления записок и писем приходится использовать различные шрифты. Большинство лазерных принтеров и некоторые матричные принтеры имеют возможности для этого, и, кроме того, позволяют ориентировать текст как вдоль, так и поперек листа.
Почти все принтеры остаются в том режиме работы (ориентация текста и используемые шрифты), который использовался при печати последнего задания, пока не будет указан новый режим. Поэтому если пользователь сетевого принтера печатал шрифтом Letter Gothic вдоль листа, то и следующий за ним будет печатать в этом же режиме, хотя это и не входит в его планы. Во избежание недоразумений при разделении принтера в ЛВС рекомендуется перед началом каждого нового задания перевести его в исходною состояние командой сброс, существующей для всех типов принтеров.

Защита сервера от посторонних

В главе 1 под названием Обзор вычислительных сетей были приведены четыре довода в пользу применения системы защиты от несанкционированного доступа в ЛВС: снижение вероятности неумышленных повреждений, защита конфиденциальности, защита от мошенничества и защита от преднамеренных повреждений персоналом. Сетевая ОС предоставляет средства для защиты информации в ЛВС путем введения псевдонимов и паролей пользователей, а также дифференцированием прав доступа к файлам среди пользователей ЛВС. Одна из одноранговых ЛВС, POWERLan фирмы Performance Technology, использует даже защиту доступа к принтеру при помощи пароля.

Установка псевдонимов и паролей
Сетевая ОС хранит на сервере информацию обо всех именах и паролях (в закодированной форме), а также о правах доступа к директориям и другие атрибуты пользователей. Сетевая ОС защищает эти файлы от несанкционированного доступа, например, их невозможно редактировать при помощи текстового редактора.
В системе NetWare набор таких файлов называется связкой (bindery}. Другие сетевые ОС ссылаются на них просто как на системные файлы. Для модификации этих файлов нужно использовать специальную программу, поставляемую вместе с сетевой ОС.
Когда при попытке войти в систему сетевая ОС обнаруживает неверный псевдоним или пароль, она запрещает доступ такому пользователю. Некоторые сетевые ОС даже позволяют системному администратору указать, что данный пользователь может войти в систему лишь однажды (а не многократно с разных рабочих станций) или в определенное время суток, или с определенных станций и т.п.

Предоставление прав и разрешений
Даже если все пользователи ЛВС имеют наилучшие намерения, тем в6 менее ошибки в работе случаются. Например, такие как ввод команды DEL *.* вместо DIR *.*, или остановка работы всей организации из-за попытки какого-нибудь чересчур активного сотрудника выполнить работу системного администратора и установить новую прикладную программу в директории общего пользования. Для предотвращения подобных ситуаций у системного администратора имеются средства для ограничения прав доступа пользователей в определенных директориях.
В системе NetWare, например, используется принцип доверия прав (trusty rights). Системный администратор наделяет этими правами пользователя или группу пользователей, чтобы они могли сами предоставлять разрешения доступа различного уровня для работы с файлами в своих директориях и их поддиректориях. Для каждой директории существует некоторый максимальный уровень прав доступа, определяемый наивысшим уровнем привилегий, который может получить пользователь данной директории. Ниже приведен список восьми слагаемых уровня допуска, предоставляемого в рамках таких прав:
пользователь имеет право чтения данных из открытых файлов
пользователь имеет право записи в открытые файлы
пользователь имеет право открытия существующих файлов
пользователь имеет право создания новых файлов
пользователь имеет право уничтожения существующих файлов
пользователь имеет право создавать, переименовывать или стирать поддиректории, устанавливать права доступа к ним и их поддиректориям
пользователь имеет право производить поиск файлов в директории
пользователь имеет право модифицировать атрибуты файлов

Назначение сетевого администратора

Специальная утилита, используемая системным администратором для Добавления новых псевдонимов или для изменения прав доступа пользователей к ресурсам ЛВС, как и следовало ожидать, требует предъявления специальных прав на пользование ею. Такие права по умолчанию предоставлены только определенному идентификационному номеру. В системе NetWare этот специальный псевдоним называется supervisor (супервизор). - ^стемах LAN Server и LAN Manager такой номер называется admin. Тот, ^о знает пароль для этого идентификационного номера, может выполнять Функции сетевого администратора.

Добавление новых пользователей
Одним из первых дел, которое нужно сделать в новой ЛВС или в ситуации, когда на работу принят новый сотрудник, это добавить новое имя. Утилита, которую использует для этого системный администратор, обычно имеет разветвленное меню и проста в обращении. На рис. 4.7 показано, как выглядит экран видеомонитора при использовании утилита SYSCON, предназначенной для добавления пользователей и выполнения других административных функций. Производители сетевых ОС прекрасно знают, что системный администратор занятой человек и ему некогда запоминать сложные команды и параметры.

Рис. 4.7. Системные администраторы в сети NetWare используют команду SYSCON для управления различными характеристиками ЛВС

Основная процедура добавления новых пользователей во всех сетевых ОС состоит в установке псевдонимов, исходных паролей, прав доступа к директориям и других атрибутов защиты данных и, возможно, создании личных директорий для новых пользователей. Личная директория в качестве названия обычно имеет псевдоним пользователя, и именно в ней он оказывается после входа в систему.
Когда кто-то покидает организацию, процесс исключения пользователей производится в обратном порядке. Системный администратор уничтожает псевдоним и личную директорию.
В дополнение, некоторые сетевые ОС позволяют системному администратору переназначить корневую директорию для нового пользователя.

Назначения буквенных обозначений сетевым дисковым накопителям
Системный администратор присваивает буквенные обозначения для накопителей файлового сервера. В большинстве одноранговых сетевых ОС такая процедура производится для каждого пользователя отдельно. В системе NetWare сетевой администратор обычно устанавливает параметры в едином для всей сети сценарии входа в систему так, чтобы для всех пользователей существовали одинаковые обозначения накопителей.
В больших файловых серверах со сложной структурой директорий может оказаться удобнее назначать различные обозначения дисков для разных пользователей, предоставляя таким образом каждому из них свой образ сервера. Например, представив личную директорию пользователя как корневую, системный администратор тем самым может скрыть от него остальные директории. Скажем, если полное название личной директории F:\USERS\BARRY, то после переназначения ее для пользователя BARRY, он будет обращаться к этой директории как к корневой директории F:\. Когда одна из прикладных программ, используемых BARRY, производит запись файлов в корневую директорию, то в действительности запись будет производится в директорию F:\USERS\ BARRY.

Учет дискового пространства
Сетевой администратор должен также вести учет свободного дискового пространства. В одноранговых ЛВС из-за того, что каждая рабочая станция потенциально является сервером, работа администратора умножается на число рабочих станций в ЛВС. Если одноранговая ЛВС не имеет администратора, то каждый пользователь должен сам следить за имеющимся дисковым пространством. В ЛВС на базе серверов администратору необходимо вести учет дискового пространства только на сервере, и простая команда DOS DIR позволяет ему получить необходимую информацию.
Большинство сетевых ОС не позволяет ограничивать размеры дискового пространства, предоставляемого одному пользователю. Система NetWare является исключением и предоставляет возможности ограничивать размеры дискового пространства для каждого идентификационного номера.
Когда свободного дискового пространства становится очень мало (даже после напоминания пользователям о необходимости стереть лишние файлы), сетевому администратору приходится заниматься чисткой накопителя файлового сервера. Эта процедура занимает на удивление много времени и сил.

Восстановление работоспособности сервера
Если диск сервера полностью заполнился или если сервер вышел из строя из-за аппаратного дефекта, то сетевой администратор отвечает за восстановление его работоспособности. Для этого, возможно, администратору придется произвести чистку диска сервера, его перезагрузку или более серьезный ремонт (который может затронуть не только файловый сервер, но и целый сегмент ЛВС). В последнем случае администратору, возможно, потребуется произвести реконфигурацию ЛВС так, что в течение ремонта будет работать резервный сервер. В главе 12 "Управление сетью" обсуждаются средства и методы, которые администратор может использовать для решения этих проблем.

Изменение конфигурации сервера
Время от времени сетевому администратору приходится изменять конфигурацию сервера. Изменения могут быть как простыми, например, добавление микросхем ОЗУ, так и сложными, например, добавление нового Дискового накопителя или установка новой версии сетевой ОС. Как и следовало ожидать, такая работа требует тщательного планирования, чтобы! создать минимум помех работе вашего офиса.

Сравнение ЛВС на базе серверов и одноранговых ЛВС

Теперь вы понимаете различия между ЛВС на базе сервера и одноранговыми сетями. Какая же из них наилучшим образом подходит для вашего офиса? Вы знаете, что одноранговые ЛВС наиболее подходят для малых слабо загруженных сетей. Однако существуют и другие различия, о которых вы должны знать.

Возможность доступа к файлам других пользователей -
В ЛВС на базе сервера пользователи разделяют файлы, хранящиеся только на файловом сервере. Директория сервера, где размещаются такие файлы, должна быть доступна тем пользователям, которые будут работать с ними. Это достигается путем наделения этих пользователей соответствующими правами доступа и разрешениями.
В одноранговых ЛВС, где рабочая станция одновременно является и сервером, разделять файлы несколько проще, чем в ЛВС на базе сервера. В этом случае для совместного использования файлов нет необходимости копировать их на центральный файловый сервер, а достаточно наделить соответствующими правами доступа пользователей, которым нужно работать с данными файлами.

ОТСУТСТВИЕ ВОЗМОЖНОСТИ РАЗДЕЛЕНИЯ ФАЙЛОВ DOS

Операционная система DОS была разработана более 10 лет назад как|однопользовательская однозадачная система. С самого начала предполагалась ее работа лишь с дискетами. Когда появились накопители на жестких дисках программисты фирмы Microsoft просто распространили на такие накопители формат данных, используемый для дискет.
Большинство сетевых ОС для одноранговых ЛВС используют DOS как составную часть. Поэтому рабочая станция, являющаяся одновременно сервером, в таких ЛВС выполняет задачи, которые в DOS не предусматривались. При выполнении прикладной программы на рабочей станций/сервере создается ситуация, в которой выполняемая программа и сетевая ОС конкурируют друг с другом за право захвата DOS. В зависимости от результатов такого состязания либо другие пользователи сети, либо прикладная программа и могут почти не иметь доступа к файлам, которые хранятся на дисковом накопителе.
Простой пример такого конфликта можно получить в ситуации, когда на рабочей станции/сервере в одноранговой сети используется резидентная программа типа SideKick фирмы Borland. В результате эта программа может вытеснить сетевую ОС, так что остальные пользователи сети будут безуспешно бороться с сообщениями об ошибке на своих рабочих станциях.
Ситуация будет еще хуже, если приходится произвести перезагрузку компьютера/сервера. Это может произойти вследствие "зависания" прикладной программы, выполняющейся на нем. В этом случае работа всей ЛВС будет нарушена. Аналогично, если пользователь забудет о том, что его машина является сервером, и выключит ее, когда ею не пользуется, то остальные сотрудники тут же напомнят, что его компьютер был сервером.
Для размещения файлов на дискете DOS пользуется таблицей fpaSMe-щения файлов (FAT- File Allocation Table'). При работе с жёсткий диском DOS также применяет этот метод, который является крайне медленным при работе с большими файлами. Кроме того, работа DOS с файлами также сильно замедляется при числе файлов директории большем, чем 100. Поэтому сервер в одноранговых ЛВС, основанных на DOS, не может работать быстрее DOS. В результате при одновременных попытках доступа к одному накопителю двух пользователей одному из них придется долго ждать, пока не убудет :удовлетворен запрос другого.

Разделение принтера
В одноранговых ЛВС ваш локальный принтер может одновременно оказаться разделяемым принтером ЛВС. В этом случае вы поневоле можете оказаться оператором принтера для целого офиса. Ваша основная работа от этого может сильно пострадать.

Управление файлами
Вы имеете возможность доступа ко всем файлам на вашем компьютере, даже если они принадлежат другим лицам. Таким образом, защита данных в одноранговых ЛВС требует дополнительных мер. В частности, для защиты данных от несанкционированного доступа необходимо, по крайней мере, для информации частного характера использовать неразделяемые с другими пользователями сети директории на локальном накопителе.
Работая в одноранговых ЛВС, необходимо проявлять особую осторожность при перезагрузке ПК. Если никто не записывал данные на ваш компьютер во время его перезапуска, то другие пользователи просто обнаружат на своих экранах сообщение о том, что ваш компьютер больше не Доступен как сервер. Если же в момент перезапуска кто-то записывал файл на ваш диск, то файл будет испорчен, а перед тем как снова пользоваться Диском, скорее всего придется запускать программу CHKDSK.

Понятие об архитектуре Клиент/Сервер

Разделение дискового накопителя между многими пользователями являйся одним из наиболее простых применений ЛВС. Однако эффективность использования ЛВС можно сделать значительно выше. При применении" архитектуры, клиент/сервер ЛВС интегрируется с одной или несколькими прикладными программами. Можно, например, возложить на одну из рабочих станций функции сервера базы данных, используя для хранения записей баз данных на файл-сервере программный продукт типа SQL Server фирмы Microsoft.

Понятие о серверах баз данных
Если подняться над представлением о файл-сервере как просто еще одном символе дискового накопителя, то откроется целая область программирования - серверы баз данных. Сервером базы данных называется отдельный компьютер в ЛВС, в задачу которого входит обслуживание прикладных программ, выполняемых на рабочих станциях, необходимыми записями из баз данных. Одной из целей, преследуемых при этом, является уменьшение загрузки файлового сервера и рабочих станций.
Обычная прикладная программа, которая производит запись и чтение отдельных записей базы данных с применением индексного файла, вызывает сильный рост графика ЛВС при каждом обращении к записи на файловом сервере. Для извлечения нужной записи прикладная программа просматривает индексный файл для того, чтобы найти нужный ключ. Каждая операция чтения влечет отдельный запрос к серверу и ответ на него. Сетевая ОС выполняет обмен этими сообщениями совершенно независимо от прикладной программы. Таким образом, прикладная программа в этом случае полностью опирается на сетевую ОС и файловый сервер.

Преимущества, предоставляемые сервером базы данных
При чтении записи из базы данных число запросов и ответов зависит, конечно, от размера индексного файла. Для оценки числа сетевых сообщений можно умножить среднее число операций чтения, необходимых для обнаружения ключа, на число рабочих станций в ЛВС. Ясно, что график нарастает очень быстро. Добавление или уничтожение записей вызывает еще больший рост графика, поскольку рабочие станции должны разлагать и снова составлять индексные файлы, манипулируя файлами косвенно, по частям. В результате активности, вызванной вводом/выводом файлов, нагрузка на сетевую ОС и кабели ЛВС сильно возрастает.
В противоположность этому, в системе сервера базы данных передачей сообщений управляет модуль доступа к файлам прикладной программы, а не сетевая ОС. Прикладная программа передает серверу базы данных желаемый ключ в виде сетевого запроса. В ответ на запрос сервер базы данных возвращает запись из базы или сообщение об отсутствии записи. Такая организация работы сильно разгружает график ЛВС, и, что особенно важно, позволяет переложить бремя ввода/вывода индексных файлов sa отдельную машину.
В загруженных ЛВС использование сервера базы данных позволяет распределить обработку информации более равномерно и рационально-
Можно выбрать компьютер и ОС для сервера базы данных по критериям, которые могут отличаться от критериев для выбора файлового сервера. Более того, возможен вариант, когда в качестве рабочих станций применяются ПК Macintosh, а в качестве сервера базы данных - мощный суперсервер. Рабочие станции в таких системах не производят операций ввода/вывода файлов, поэтому прикладные программы имеют меньшие размеры и предъявляют меньшие требования к объему памяти на рабочих станциях, что проще позволяет вписаться в известный предел 640К обычной памяти для машин под управлением DOS.

Проблемы применения сервера базы данных
Итак, если для программ, работающих с базой данных, необходима хорошая производительность и управляемость в большей степени, чем это позволяют обычные сетевые ОС, то может потребоваться встроить в архитектуру вашей ЛВС сервер базы данных. К сожалению, для этого почти определенно потребуются усилия программиста (или штата программистов). Нужно будет потратиться на программирование (или перепрограммирование) ранее используемых прикладных программ для того, чтобы получить возможность использования сервера базы данных. Недостаточно простой установки сервера базы данных в вашу ЛВС: необходимо каким-нибудь способом связать прикладные программы с новым сервером базы данных.

Использование источника бесперебойного питания

Известно, что перезагрузка рабочей станции/сервера в одноранговых ЛВС может сильно повредить работе других пользователей. Аналогично, в ЛВС на базе сервера падение напряжения или выключение электропитания во всем здании окажет воздействие на всех пользователей. Если электропитание пропадет во время записи данных на диск, то после восстановления питания может обнаружиться, что эти файлы оказались испорчены. В Результате придется восстанавливать данные из последней резервной копии файла. Для защиты данных в подобных случаях применяются источники бесперебойного питания.

Выбор источника бесперебойного питания

Источник бесперебойного питания UPS питает ПК от батарей. Стоимость таких источников находится в диапазоне от 1000 до 3500 долларов. При включении напряжения в сети файловый сервер будет получать электричество от батарей источника бесперебойного питания следующим образом держит преобразователь, который преобразует постоянный ток батареи и отфильтрованное от помех переменное напряжение. Батареи непрерывно подзаряжаются от внешней электросети. При падении напряжения электросети батареи способны сохранять работоспособность файлового сервера в течение интервала времени от нескольких минут до нескольких часов. Заметим, что не нужно пытаться подключить к одному UPS все - компьютеры сети. Достаточно лишь позаботиться о сервере. Из-за большого энергопотребления не стоит подключать к UPS и лазерный принтер.
UPS устроен проще, чем аварийная система электропитания (SPS -Щ Standby Power System), включающаяся лишь при аварии. Так как иРЙЦ работает непрерывно, то он должен быть выполнен гораздо надежнее, чем И SPS такой же мощности. UPS превосходит по стоимости SPS более чем вдвое. Зато UPS выдает чистую синусоиду и защищает файловый сервер от скачков напряжения питания и помех электросети. Однако UPS может стоить дороже компьютера, для которого он приобретен.

ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ. Некоторые компании рекламируют устройства типа SPS, выдавая их за UPS. Для того, чтобы не быть обманутыми, вам необходимо обратить внимание на наличие параметра времени переключения устройства. Устройство типа SPS переключается с электросети на батареи в момент падения напряжения. UPS же всегда питается от батарей. Если в рекламном проспекте фигурирует параметр время переключения (в диапазоне от 1 до 18 мс), то вы имеете дело с устройством типа SPS.


Как UPS и сервер работают вместе

Некоторые сетевые ОС распознают наличие UPS. Эти устройства могут поставляться со специальными картами адаптеров, которые устанавливаются в сервер, или имеют возможность присоединения к одному из двух последовательных портов сервера СОМ1 или COM2. Сетевая ОС проверяет информацию, поступающую от UPS. В случае аварии в системе электропитания сервера сетевая ОС извещает об этом все рабочие станции (если они еще работают). Затем она корректно закрывает все открытые файлы, убеждается в том, что все данные записаны на дисковый накопитель, я только после этого выдает команду на выключение сервера.

Заключение

Теперь вы понимаете принципы функционирования сердца вашей ЛВС -- файлового сервера. Вам известно, что делает хороший файловый сервер, Я что делает файловый сервер хорошим. Вы изучили как аппаратные, так и программные компоненты файлового сервера и выяснили важную роль дискового накопителя сервера и его центрального процессора. Вы поняли» почему увеличение объема ОЗУ приводит к увеличению производительности файлового сервера.
Сетевая ОС в файловом сервере может быть из разряда одноранговых или ОС на базе отдельного сервера. Вы научились видеть разницу между ними и понимаете, в каких случаях ЛВС на базе отдельного сервера оказывается предпочтительнее, чем одноранговая ЛВС. Вы изучили, как файловый сервер осуществляет разделение файлов и принтеров, и что происходит в процессе процедуры входа в систему. Вы разобрались с системами защиты данных и администрированием в обоих типах ЛВС. Вы также осознали важность применения источников бесперебойного питания для защиты данных в ЛВС.
В следующей главе вы изучите "плоть и кровь" ЛВС - рабочие станции и выясните, как рабочие станции и файловый сервер применяют протокол для связи друг с другом через сетевые адаптеры и кабели ЛВС.

Глава 5. Протоколы, кабели и адаптеры

В предыдущих главах было описано, как рабочие станции и файловый сервер взаимодействуют друг с другом, передавая запросы с требованиями произвести операции с файлами (такие как Печать, Открытие, Чтение, Запись и Закрытие). В этой главе будет проведено более детальное рассмотрение того, каким образом в ЛВС производится межкомпьютерный обмен информацией. После изучения общих принципов организации протоколов и форматов сообщений вы познакомитесь со стандартом 081 и сможете сравнивать изделия различных производителей с точки зрения этого стандарта. В частности, вы изучите тонкие детали работы на низшем аппаратном уровне таких протоколов, как Ethernet, Token Ring, ARCnet и FDDI (Fiber Distribution Data Interface - Оптоволоконный интерфейс распределения данных).
Протоколы среднего уровня, работающие на основе протоколов низкого уровня, опираются на NetBIOS, IPX/SPX и TCP/IP. А далее, на еще более высоком уровне, где осуществляется перенаправление файлов, знакомое вам по главе 4, работают такие протоколы, как 8MB (Server Message Block - Блоки сообщений сервера) фирмы IBM или NCP (NetWare Core Protocol - Протокол ядра NetWare) фирмы Novell. В этой главе охвачены все эти уровни организации протоколов.
После того как будет ясно, какую информацию ЛВС передает от одного компьютера к другому, мы перейдем к обсуждению различного типа сетевых кабелей, которые выступают в качестве физической среды, переносящей информацию. Вы увидите разницу между витой парой, коаксиальным кабелем, оптоволоконным и другими типами кабелей.
Сетевые адаптеры предназначены для передачи и приема информации в виде пакетов данных. В этой главе вы выясните, как они поддерживают различные протоколы, и как работают различные типы адаптеров.

Знакомство с протоколами, пакетами сообщений и связью

В любой ЛВС сетевые адаптеры осуществляют передачу и прием сообщений с помощью кабелей, и только наличие определенных протоколов обмена превращает компьютеры в ту или иную ЛВС.
На самом низком уровне компьютеры в сети обмениваются информацией друг с другом пакетами сообщений. Эти пакеты составляют фундамент, на котором базируется работа ЛВС. Сетевой адаптер ЛВС осуществляет прием и передачу пакетов под управлением соответствующего программного обеспечения. Пакеты адресуются рабочим станциям, каждая из которых должна иметь уникальный адрес в ЛВС.
Пакеты могут нести различную информацию в ЛВС:
начало сеанса обмена данными
передача данных (возможно, записи из файла) другому ПК
подтверждение приема пакета данных
передача широковещательного сообщения всем адаптерам
конец сеанса обмена данными
На рис. 5.1 показано, как выглядит типичный пакет. В различных системах компьютерных сетей пакеты определяются по-разному, но следующие элементы являются общими для всех:
уникальный адрес отправителя
уникальный адрес получателя
признак, определяющий содержимое пакета
данные или сообщение
контрольная сумма (или CRC) для обнаружения ошибок при передаче

Рис. 5.1. Базовая схема пакета сообщений

Использование пакетов, содержащих внутренние пакеты

Весьма плодотворным оказался подход, в котором протоколы как бы наслаиваются один на другой. При этом протокол низкого уровня, управляя адаптером, выполняет функции передачи сообщения и не подозревает о существовании файл-серверов и функций обслуживания или перенаправления файлов. Протокол высокого уровня обслуживает файл-сервер и перенаправляет файлы, но ничего не знает об Ethernet или Token Ring. Функционируя совместно, эти протоколы собственно и образуют ЛВС. Принцип наслоения протоколов иллюстрируется на рис. 5.2.
Когда протокол наивысшего уровня в процессе перенаправления файлов Предает сообщение протоколу среднего уровня (например, NetBIOS) и предполагает его передачу другому ПК в ЛВС (возможно, файловому серверу), протокол среднего уровня создает оболочку-конверт вокруг этого сообщения и передает его протоколу наинизшего уровня, поддерживающему функционирование сетевых адаптеров. В свою очередь на низшем уровне также создается оболочка, в которую включается сообщение, полученное с предыдущего уровня (NetBIOS), и полученное сообщение передается по ЛВС. На рис. 5.2 каждая оболочка обозначена как заголовок и окончание. При приеме сообщений на каждом уровне внешняя оболочка удаляется программным обеспечением, после чего производится передача сообщения на более высокий уровень.

Рис. 5.2. Несколько уровней пакетов сообщений

Позже в этой главе мы займемся более детальным изучением каждого уровня (включая NetBIOS). Здесь же необходимо усвоить, что пакеты более высокого уровня содержатся в пакетах более низкого уровня и на каждом уровне необходим специальный протокол.

Использование пакетов и файлов

На рис. 5.3 показано, как работает перенаправление файлов. Когда прикладная программа обращается к ОС для чтения или записи файла» расположенного на файл-сервере, сетевая ОС (обычно резидентная программа на рабочей станции) перехватывает это обращение и преобразует его в сетевое сообщение. Далее сетевая ОС передает это сообщение на уровень программы обслуживания сетевых коммуникаций, где добавляется информация этого уровня, и результирующее сообщение направляется на адаптер и наконец, после дополнения пакета информацией от адаптера окончательное сообщение передается на сервер. Ответное сообщение сервера проходи7 те же этапы, но в обратном порядке.

Рис. 5.3. Перенаправление файлового запроса DOS

Различные изготовители ЛВС по-разному распределяют эти функции между компонентами сети, но все они сравнивают свои продукты с эталонной моделью стандарта OSI.

Модель OSI

Организация ISO (International Standards Organization - Международная организация по стандартизации) опубликовала модель архитектуры вычислительной сети, названной OSI (Open System Interconnection - Связь открытых систем). Большинство производителей стремятся придерживаться модели OSI, но до сих пор нет изделий, полностью ей удовлетворяющих. Модель OSI разделяет коммуникационные функции в ЛВС на семь Уровней. Однако большинство производителей сетевых ОС применяют три или четыре уровня протоколов. Взаимосвязь уровней друг с другом осуществляется хорошо определенными интерфейсами. На рис. 5.4 показаны эти семь уровней, а ниже дается их описание:
Физический. В этой части модель OSI определяет физические, механические и электрические характеристики линий связи, составляющих ЛВС (кабелей, разъемов, оптоволоконных линий и т.п.). Можно считать этот уровень, отвечающим за аппаратное обеспечение. Хотя функции других уровней могут быть реализованы в соответствующих микросхемах, все же они относятся к программному обеспечению.

Рис. 5.4. Модель OSI
Канальный. На этом уровне определяются правила использовании физического уровня узлами сети. Электрическое представление данных в ЛВС (биты данных, методы кодирования данных и маркеры) распознаются на этом и только этом уровне. Здесь обнаруживаются и исправляются (путем требований повторной передачи данных) ошибки. Ввиду своей сложности канальный уровень подразделяется на два подуровня MAC (Media Access Control - Контроль доступа к среде) и LLC (Logical Link Control - Логический контроль связи). Подуровень MAC связан с доступом к сети (передача маркера или обнаружение коллизий или столкновений) и ее управлением. Подуровень LLC находится выше уровня MAC и связан с передачей и приемом пользовательских сообщений.
Сетевой. Этот уровень выполняет функции переключения и маршрутизации пакетов. Он отвечает за адресацию и доставку пакетов.
Транспортный. Когда в процессе обработки находится более одного пакета, транспортный уровень контролирует очередность прохождения компонент сообщения. Если приходит дубликат принятого ранее сообщения, то данный уровень опознает это и игнорирует сообщение.
Сеансный. Функции этого уровня состоят в координации связи между двумя прикладными программами, работающими на разных рабочих станциях. Это происходит в виде хорошо структурированного диалога. В число этих функций входит создание сеанса, управление передачей и приемом пакетов сообщений в течение сеанса и завершение сеанса.
Уровень представления. Служит для преобразования данных из внутреннего формата компьютера в другой формат. Такая ситуация может возникнуть в ЛВС с неоднотипными ПК (IBM PC, Macintosh, DEC, Next, Burrough), которым необходимо обмениваться данными.
Прикладной. Этот уровень является пограничным между прикладной программой и процессами модели OSI. Сообщение, предназначенное для передачи через компьютерную сеть, попадает в модель OSI в данной точке, проходит до уровня (физического), пересылается на другую рабочую станцию, проходит от уровня в обратном порядке до достижения прикладной программы на другой рабочей станции через ее прикладной уровень.
Для объяснения работы различных уровней можно использовать аналогию с почтовой службой США. Прикладной уровень представляется •чистом бумаги, согнутым так, чтобы войти в конверт. Уровень представления - это конверт с прозрачным окошком для адреса. Сеансный Уровень - это конверт с именами отправителя и адресата, видимыми через окошко. Транспортный уровень аналогичен почтовому отделению. Сетевой уровень выполняет функции почтальона. Канальный уровень Работает как почтовый ящик. И физический уровень - это, конечно, служба доставки почты.
Один из факторов, который делает сетевую ОС каждого производителя Фирменной" (в отличие от открытой архитектуры), это несовместимость с Моделью OSI.

Применение протоколов низкого уровня

Связь между компонентами ЛВС осуществляется по двум основным принципам - обнаружение коллизий (столкновений) и передача маркера. Примерами систем на базе принципа обнаружения коллизий и передачи маркера являются, соответственно, системы Ethernet и Token Ring.
Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE- Institute of Electrical and Electronic Engineers) определил и опубликовал в качестве стандарта наборы физических характеристик, которым должны удовлетворять ЛВС с обнаружением коллизий и ЛВС с передачей маркера. Эти документы называются стандартами IEEE 802.3 (Ethernet) и IEEE 802.5 (Token Ring). Однако необходимо иметь в виду, что реальный Ethernet и IEEE 802.3 немного отличается в определении пакета. С точки, зрения этих стандартов адаптер фирмы IBM типа Token Ring с производительностью 16 Мбит/с является некоторым расширением стандарта IEEE 802.5 Token Ring. Ниже в этой главе мы познакомимся с форматами пакетов Ethernet и Token Ring
Некоторые ЛВС не отвечают ни стандарту IEEE 802.3, ни стандарту IEEE 802.5. Например, система ARCNet, выпускаемая фирмами Datapoint Corporation, Standard Microsystems и Thomas-Conrad, а также StarLan фирмы AT&T, VistaLan фирмы Allen-Bradley, LANtastic фирмы Artisoft, Omninet фирмы Corvus, PC Net фирмы IBM, ProNet фирмы Proteon.
Новым стандартом физической среды для ЛВС является система FDDI (Fiber Distributed Data Interface - Оптоволоконный интерфейс распределения данных). Эта система использует оптоволоконный кабель со схемой передачи маркера, аналогичной IEEE 802.5, и имеет производительность 100 Мбит/с.

Использование Ethernet

В ЛВС, работающей по схеме обнаружения коллизий (полное ее название CSMA/CD - Множественный доступ с проверкой несущей и обнаружением коллизий), адаптеры непрерывно находятся в состоянии прослушивания сети. При необходимости передачи данных узел должен дождаться освобождения ЛВС, и только после этого он может приступить к передаче. Однако в этом случае передача сообщений может начаться одновременно двумя или более узлами ЛВС. Это и называется коллизией. Узлы должны будут повторить свои сообщения, причем повтор сообщений в таких случаях производится адаптером самостоятельно без вмешательства прикладной программы. Время, затрачиваемое на обнаружение и обработку таких событий, обычно не превышает микросекунды.

ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ. Часто приходится слышать жалобы на плохую производительность ЛВС Ethernet. Однако в 90 процентах случаев эти жалобы можно отнести на счет нарушений контактов в кабелях и плохой работы адаптеров.

В ЛВС Ethernet узлы передают сообщения со скоростью 10 Мбит/с. Все узлы принимают каждое сообщение, но только тот из них, кому адресовано данное сообщение, посылает в ЛВС подтверждение о его приеме. На рис. 5.5 показана ЛВС Ethernet.

Рис. 5.5. Сеть Ethernet

Основными поставщиками оборудования для сетей Ethernet являются фирмы DEC и 3Com, но его предлагают также AST Research, Data General, Excelan, Gateway Communications, Micom-Interlan, Proteon, RAD Data Communications, Thomas-Conrad, Ungermann-Bass, Western Digital, Zenith.
Впервые экспериментальная ЛВС Ethernet, послужившая основой для стандарта, была создана в Исследовательском Центре Пало Альто (PARC - Palo Alto Research Center) фирмы Xerox в 1975 году. Обычно Ethernet работает с производительностью 10 Мбит/с с 50-Омным коаксиальным кабелем. Современная версия Ethernet 2.0 была принята в 1982 году.
Первая версия стандарта IEEE 802.3, аналогичного Ethernet, была опубликована в 1985 году. Различия между двумя стандартами находятся в области архитектуры ЛВС и форматов пакетов.
Что касается архитектуры ЛВС, то в стандарте IEEE 802.3 уровни MAC и LLC различаются, а в оригинале Ethernet эти уровни выступают как единый уровень,-называемый уровнем связи данных или канальным уровнем. В оригинале также определяется протокол для тестирования конфигурации Ethernet (ЕСТР - Ethernet Configuration Test Protocol), отсутствующий в стандарте IEEE 802.3. Но наиболее важными различиями в стандартах являются различия между типами и длиной полей в пакетах. Эти различия могут иногда приводить к несбвмести-мости этих стандартов, поэтому мы рассмотрим их подробнее.

Использование пакетов в Ethernet
На рис. 5.6 показано расположение и определение полей пакета в оригинальной системе Ethernet.
Ниже приводятся описания этих полей:
Преамбула. Это поле длиной 8 байт используется для синхронизации пакета. Преамбула всегда содержит код 10101010 в первых семи байтах и код 10101011 в последнем байте.
Назначение. Это поле длиной 6 байт содержит адрес узла ЛВС, которому предназначено сообщение. Старший (самый левый) бит в первом байте имеет специальное назначение. Если он равен 0, то адрес назначения является физическим адресом и уникален в ЛВС. В соответствии со схемой присвоения имен, принятой фирмой Xerox первые три байта задают адрес группы, а следующие три байта задают локальный адрес в группе. Если же этот бит равен 1, то пакет является широковещательным, и тогда остальные байты в этом поле могут адресовать пакет какой-нибудь конкретной группе рабочей станции или всем рабочим станциям в ЛВС (если все биты равны 1).

Рис. 5.6. Пакет Ethernet

Источник. Это поле также имеет длину 6 байт и идентифицирует узел, отправивший пакет. Старший бит первого байта в этом поле всегда равен 0.
Тип. Это поле содержит два байта и идентифицирует тип протокола более высокого уровня, используемого для его передачи или приема. Оно было введено фирмой Xerox для внутреннего употребления и никак не интерпретируется в Ethernet. Это поле позволяет множеству протоколов высокого уровня (называемых уровнями клиента) разделять ЛВС без того, чтобы вникать в содержимое пакетов друг друга.
Данные. Это поле может иметь длину от 46 до 1500 байт и содержит данные, составляющие сообщение.
СВС-сумма. Последнее поле длиной 4 байта содержит остаток избыточной циклической суммы (cyclic redundancy checksum), вычисленный с помощью полиномов типа CRC-32. Узел, получивший сообщение, должен также произвести вычисления типа CRC-32 и сравнить полученный результат с содержимым этого поля для выявления ошибок передачи.
Если не учитывать преамбулу, то можно видеть, что сообщение Ethernet имеет длину от 64 до 1518 байт, и минимальная длина данных сообщения равна 46 байтам.

Использование пакетов IEEE 802.3
На рис. 5.7 приведен формат пакета по стандарту IEEE 802.3, который содержит следующие поля:
Преамбула. Это поле содержит 7 одинаковых байтов 10101010, предназначенных для синхронизации.
Признак начала пакета. Это поле содержит один байт 10101011. Как видим, признак начала пакета вместе с преамбулой в точности соответствуют полю преамбулы в Ethernet.
Назначение. Содержит 2 или 6 байт в зависимости от типа установленной ЛВС IEEE 802.3. Он указывает для какой рабочей станции данный пакет предназначен. Заметим, что в конкретной ЛВС длин, адресного поля должна быть или 2 или 6 байтов. Самый популярны] тип ЛВС из IEEE 802.3, называемый 10BASE5, имеет длину адресного поля 6 байт. Первый бит адреса назначения, называемый I/G, определяет кому предназначен пакет - группе или отдельному узлу Значение этого бита равно 1, если пакет предназначен группе (широковещательное сообщение), и равно 0, если он предназначен отдельному узлу. В случае двухбайтового адресного поля остальные 15 бит определяют адрес узла, которому предназначено сообщение. Если ж длина адресного поля равна 6 байтам, то тогда второй бит, следующий за битом I/G, называется битом признака универсального или локального адреса U/L. Значение этого бита равно 0, если адрес является глобальным, и 1, если локальным. Остальные 46 бит определяю адрес узла.
Источник. Длина этого поля равна 2 или б байтам и содержит адрес отправителя. Бит I/G (первый) всегда равен 0.
Длина. Это двухбайтное поле содержит информацию о длине данных в пакете.
Данные. Это поле может иметь длину от 0 до 1500 байт. Если длин, этого поля меньше 46 байт, то следующее поле (набивка) используете для доведения длины пакета до нужного уровня.
Набивка. В это поле вставляются пустые символы для доведени. длины пакета до минимально допустимой величины. При достаточв большой длине поля данных поле набивки может отсутствовать.
CRC-сумма. Поле длиной 4 байта содержит остаток избыточное циклической суммы, вычисленный посредством полиномов типа CRC 32, такое же, как в Ethernet.

Рис. 5.7. Пакет стандарта IEEE 802.3

<< Пред. стр.

стр. 3
(общее количество: 13)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>