Системы телекоммуникации и связи - Коммуникации и связь - Скачать бесплатно
- для подключения трансиверного кабеля.
В таблице 2 перечислены устройства, необходимые для подключения рабочей
станции к толстому коаксиальному 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 рисунке изображены два сегмента, соединенные репитером. При этом
общая длина сети может достигать одного километра.
Между собой трансиверы соединяются отрезками толстого коаксиального
кабеля.
Таблица #1
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 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. В каждом сегменте
сети можно соединять только один терминатор.
Существуют и другие ограничения кроме максимальной длины коаксиального
кабеля.
Таблица #2
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 |100 |
|(если в сети есть репитеры, то они тоже считаются как рабочие | |
|станции) | |
|Минимальное расстояние между точками подключения рабочих станций |2.5 м |
|Максимальная длина трансиверного кабеля |50 м |
Кроме ограничения на длину сегмента существуют ограничения на
максимальное количество сегментов в сети (и, как следствие, на максимальную
длину сети), на максимальное количество рабочих станций, подключенных к
сети и на максимальную длину трансиверного кабеля.
Однако в большинстве случаев эти ограничения не существенны. Более
того, возможности толстого кабеля избыточны.
Итак, перечислим оборудование, необходимое для сети Ethernet на толстом
кабеле:
. T-коннектор
. T-терминатор
. T-Barrel-коннектор
. T-терминатор с заземлением
. DIX-коннектор
. Трансивер
2.6.1.2 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 также использовать кабель
РК-50, выпускаемый нашей промышленностью. (Но на данный момент это не
рентабельно, так как РК-50 уступает по своему качеству многим, более
дешевым, импортным аналогам)
Сеть Ethernet на тонком кабеле существенно проще, чем на толстом.
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 (таблица 3). 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).
Таблица #3
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 |30 |
|(если в сети есть репитеры,то они тоже считаются как рабочие | |
|станции) | |
|Минимальное расстояние между точками подключения рабочих станций |0.5 м |
Как правило, большинство сетей Ethernet создано именно на базе тонкого
кабеля. Итак, перечислим оборудование, необходимое для сети Ethernet на
тонком кабеле:
. BNC-коннектор
. BNC-терминатор
. BNC-Barrel-коннектор
. BNC-терминатор с заземлением
. T-коннектор
2.6.1.3 Неэкранированная витая пара.
Некоторые (но не все) сетевые адаптеры Ethernet способны работать с
кабелем, представляющем 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.
2.6.1.4 Сетевой адаптер Ethernet.
Вне зависимости от используемого кабеля для каждой рабочей станции
необходимо иметь сетевой адаптер. Сетевой адаптер - это плата, которая
вставляется в материнскую плату компьютера. Она имеет 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 IBM XT&IBM PC, где нет 16-битовых слотов. Иногда 8-
битовые адаптеры используются для компьютеров IBM AT, если требования к
скорости передачи данных не высоки. Для 16-битового адаптера необходимо
использовать 16-битовый слот.
На компьютерах серии P54, P55C&iPII и выше имеет смысл использовать
скоростные 32-битовые адаптеры, по крайней мере для тех станций, на которые
приходится максимальная нагрузка.
Сетевые адаптеры могут быть рассчитаны на архитектуру ISA/EISA/PCI или
Micro Channel. Первая архитектура используется в серии компьютеров IBM AT и
совместимых с ними, вторая – в станциях на базе процессоров i80486, третья
- в мощных станциях на базе процессоров iP и выше, четвертая - в
компьютерах PS/2 серии IBM. Конструктивно эти типы адаптеров отличаются
друг от друга. Для ускорения работы на плате сетевого адаптера может
находиться буфер. Размер этого буфера различен для адаптеров разных типов и
может составлять от 8 Кб для 8-битовых адаптеров до 16 Кб и более для 16- и
32-битовых адаптеров.
Сетевые адаптеры Ethernet используют порты ввода/вывода и один канал
прерывания. Некоторые адаптеры могут работать с каналами прямого доступа к
памяти (DMA).
На плате адаптера может располагаться микросхема постоянного
запоминающего устройства (так же называемая Boot ROM) для создания так
называемых бездисковых рабочих станций. Это компьютеры, в которых нет ни
винчестера, ни флоппи-дисков. Загрузка операционной системы выполняется из
сети, и выполнят ее программа, записанная в микросхеме дистанционной
загрузки.
Если сетевой адаптер не поддерживает стандарт Plug&Pray, то перед тем
как вставить сетевой 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.
2.6.1.5 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
соединить 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, чтобы для обеспечения круглосуточной роботы сети станция
с репитером также должна работать круглосуточно. При выключении питания
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.
2.6.2 Аппаратура Arcnet.
Для организации сети Arcnet необходим 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
находятся в пределах от 0 до 255.
Таблица #4
Ограничения для сети Arcnet.
|Максимальная длина кабеля, который идет к активному концентратору |300 м |
|Минимальное расстояние между рабочими станциями, подключенными к |0.9 м |
|одному кабелю | |
|Максимальная длина сети по самому длинному маршруту |6 км |
|Максимальное расстояние между рабочей станцией и пассивным |30 м |
|концентратором | |
|Максимальное расстояние между активными пассивным концентраторами |30 м |
|Максимальное расстояние между двумя активными концентраторами |600 м |
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) и активными (Active Hub).
К одному концентратору (в зависимости от его типа) может подключаться 4, 8,
16 или 32 рабочих станций.
Ограничения для сети Arcnet приведены в таблице 4.
Достоинствами сети Arcnet являются низкая стоимость сетевого
оборудования (по сравнению с Ethernet) и большая длина сети (до 6 км).
Однако низкая скорость передачи данных, составляющая 2.44 Мбит в секунду,
ограничивает применение сети Arcnet.
2.6.3 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 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. таблицу 5).
Таблица #5
Ограничения для сети Token-Ring.
|Максимальное количество концентраторов типа 8228 в сети |12 |
|Минимальное количество рабочих станций в сети |96 |
|Максимальная длина кабеля между двумя концентраторами |45 м |
|Максимальная длина кабеля, соединяющая 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 с Ethernet дополнительно
уменьшает привлекательность этого изделия IBM.
2.7 Программное обеспечение локальных сетей.
После подключения компьютеров к сети необходимо установить на них
специальное сетевое программное обеспечение. Существует два подхода к
организации сетевого программного обеспечения:
. сети с централизованным управлением;
. одно-ранговые сети.
2.7.1 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 ОS, 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 нельзя 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 можно передавать файлы с диска одной станции на диск другой,
аналогично тому, как копируются 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 ОS, 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.
Поэтому не рекомендуется использовать невыделенные файл-серверы, особенно в
ответственных случаях.
Существуют различные сетевые ОS, 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
System V сетевая ОS VINES.
2.7.2 Одноранговые сети.
Одно-ранговые 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, рассматривают возможность применения недорогих одно-ранговых
сетевых средств.
Одно из достоинств одно-ранговых сетей - простота обслуживания. Если
для обслуживания сети на базе Novell NetWare, как правило, требуется
системный администратор, то для поддержания работоспособности одно-ранговой
сети не требуется специально выделенный для этого сотрудник.
Наиболее распространены такие одно-ранговые 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 OS MS-DOS.
Фирма Novell предложила свое решение для организации работы групп
пользователей. Ее сетевая оболочка Novell NetWare Lite напоминает одно-
ранговые 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 представляет достаточно удачное решение 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.
Из всего разнообразия сетевых OS и оболочек самые распространенные и
самые интересные изделия - Novell NetWare и Microsoft Windows for
Workgroups.
2.7.3 Мосты
При работе большого количества рабочих станций с одним файл-сервером
производительность такой 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, 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 может возникнуть необходимость установить второй файл-сервер.
Сеть с двумя файл-серверами будет работать быстрее, так как теперь будет не
только большее количество дисков, но и два дисковых контроллера вместо
одного, а также два процессора.
Иногда выгодно полностью разделить сети, снабдив каждую своим отдельным
файл-сервером. Для связи отдельных сетей в единую сеть можно использовать
так называемые мосты. С помощью моста можно объединить в единое целое даже
сети, использующие разные методы доступа, например Ethernet, Arcnet, Token-
Ring.
Мосты бывают двух типов:
. внутренние
. внешние
2.7.3.1 Внутренние
Внутренний мост организуется следующим образом. В один файл-сервер
вставляется несколько (в версии Novell NetWare 386 до четырех) сетевых
адаптеров. К каждому сетевому адаптеру подключается свой сегмент сети. (При
объединении сетей с разными методами доступа необходимо для каждого метода
установить свой адаптер и загрузить несколько драйверов - для каждого
сетевого адаптера свой).
2.7.3.2 Внешние
Внешний мост требует для себя отдельного компьютера. Этот компьютер
должен иметь несколько сетевых адаптеров (по одному для каждой из
объединяемых сетей) и запускаться специальным программным обеспечением
моста, входящим в комплект ОS Novell NetWare 386.
2.7.4 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 OS 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.
|
