Локальні мережі

Вступ

Система NetWare фірми Novell дозволяє так організувати архітектуру ЛВС, щоб задовольнити будь-яким специфічним вимогам. Ця здатність до модифікації відноситься не тільки до прикладних програм, які виконуються в мережі, але також до апаратних засобів і використовуваних функцій систем.

ЛВС можуть складатися з одного файл-сервера, що підтримує невелика кількість робітників станцій, або з багатьох файл-серверів і комунікаційних серверів, сполучених з сотнями робочих станцій. Деякі мережі спроектовані для надання порівняно простих послуг, таких, як спільне користування прикладної програмою і файлом і забезпечення доступу до єдиного принтером. Інші мережі забезпечують зв'язок з великими і міні-ЕОМ, модеми колективного користування, різноманітними пристроями введення/виводу (графобудівники, принтерами і т. д.) і пристроїв пам'яті великої місткості (диски типу WORM).

Файл-сервер і робочі станції

Файл-сервер є ядром локальної мережі. Цей комп'ютер (зазвичай високопродуктивний міні-комп'ютер) запускає операційну систему і управляє потоком даних, переданих по мережі. Окремі робочі станції і будь-які спільно використовуються периферійні пристрої, такі, як принтери, - все приєднуються до файл-сервера.

Кожна робоча станція являє собою звичайний персональний комп'ютер, який працює під управлінням власної дискової операційної системи (такий, як DOS, Windows або Linux). Однак на відміну від автономного персонального комп'ютера робоча станція містить плату мережевого інтерфейсу і фізично сполучена з кабелями файлом-сервером. Крім того, робоча станція запускає спеціальну програму, званої оболонкою мережі, що дозволяє їй обмінюватися інформацією з файл-сервером, іншими робочими станціями та іншими пристроями мережі. Оболонка дозволяє робочої станції використовувати файли і програми, що зберігаються на файл-сервері, так само легко, як і що знаходяться на її власних дисках.

Операційна система робочої станції

Кожен комп'ютер робочої станції працює під керуванням своєї власної операційної системи (такий, як DOS, Windows або Linux). Щоб включити кожну робочу станцію з складу мережі, оболонка мережевої операційної системи завантажується в початок операційної системи комп'ютера.

Оболонка зберігає більшу частину команд і функцій операційної системи, дозволяючи робочої станції в процесі роботи виглядати як звичайно. Оболонка просто додає локальної операційної системи більше функцій і надає їй гнучкість.

Топологія локальних мереж

Термін "топологія мережі" відноситься до шляху, яким дані переміщаються по мережі. Існують три основні види топологій: "загальна шина", "зірка" і "кільце".

Топологія "загальна шина" передбачає використання одного кабелю, до якого підключаються всі комп'ютери мережі (мал. 2.2). У разі "загальна шина" кабель використовується спільно всіма станціями по черзі. Вживаються спеціальні заходи для того, щоб при роботі із загальним кабелем комп'ютери не заважали один одному передавати і приймати дані.

У топології "загальна шина" всі повідомлення, що надсилаються окремими комп'ютерами, підключеними до мережі. Надійність тут вище, тому що вихід з ладу окремих комп'ютерів не порушить працездатності мережі в цілому. Пошук несправностей в кабелі утруднений. Крім того, оскільки використовується тільки один кабель, у разі обриву порушується робота всієї мережі.

Сполучені зіркою. У цьому випадку кожен комп'ютер через спеціальний мережевий адаптер підключається окремим кабелем до об'єднуючого пристрою.

При необхідності можна поєднувати разом кілька мереж з топологією "зірка", при цьому виходять розгалужені конфігурації мережі.

З точки зору надійності ця топологія не є найкращим рішенням, оскільки вихід з ладу центрального вузла призведе до зупинки всієї мережі. Однак при використанні топології "зірка" легше знайти несправність у кабельній мережі.

Використовується також топологія "кільце". У цьому випадку дані передаються від одного комп'ютера до іншого як би по естафеті. призначені для іншого комп'ютера, він передає їх далі по кільцю. Якщо дані призначені для отримав їх комп'ютера, вони далі не передаються.

Локальна мережа може використовувати одну з перерахованих топологій. Це залежить від кількості об'єднуються комп'ютерів, їх взаємного розташування й інших умов. Можна також об'єднати декілька локальних мереж, виконаних з використанням різних топологій, в єдину локальну мережу. Може, наприклад, деревоподібна топологія

Методи доступу і протоколи передачі даних

У різних мережах існують різні процедури обміну даними в мережі. Ці процедури називаються протоколами передачі даних, що описують методи доступу до мережевим каналах даних.

Найбільше розповсюдження отримали конкретні реалізації методів доступу: Ethernet, Arcnet і Token-Ring.

Метод доступу Ethernet.

Це метод доступу, розроблений фірмою Xerox у 1975 році, користується найбільшою популярністю. Він забезпечує високу швидкість передачі даних і надійність.

Для даного методу доступу використовується топологія "спільна шина". Тому повідомлення, Повідомлення, що відправляється однією робочою станцією, одночасно приймається всіма іншими, підключеними до загальної шині. Але повідомлення, призначене тільки для однієї станції (воно включає в себе адресу станції призначення та адресу станції відправника). Та станція, якій призначене повідомлення, приймає його, інші ігнорують.

Метод доступу Ethernet є методом множинного доступу з прослуховуванням несучої та роздільною здатністю колізій (конфліктів) (CSMA/CD - Carier Sense Multiple Access with Collision Detection).

Перед початком передачі робоча станція визначає, вільний канал або зайнятий. Якщо канал вільний, станція починає передачу.

Ethernet НЕ виключає можливості одночасної передачі повідомлень двома або декількома станціями. Апаратура автоматично розпізнає такі конфлікти, які називаються колізіями. Після виявлення конфлікту станції затримують передачу на деякий час. Цей час невелике і для кожної станції своє. Після затримки передача поновлюється.

Реально конфлікти призводять до зменшення швидкодії мережі лише у тому випадку, якщо працює близько 80-100 станцій.

Метод доступу Arcnet.

Цей метод доступу розроблений фірмою Datapoint Corp. Він теж отримав широке поширення, в основному завдяки тому, що обладнання Arcnet дешевше, ніж обладнання Ethernet або Token-Ring. Arcnet використовується в локальних мережах з топологією "зірка". Один з комп'ютерів створює спеціальний маркер (повідомлення спеціального вигляду), який послідовно передається від одного комп'ютера до іншого.

Якщо станція бажає передати повідомлення іншій станції, вона повинна дочекатися маркера і додати до нього повідомлення, доповнене адресами відправника і призначення. Коли пакет дійде до станції призначення, повідомлення буде "відчеплений" від маркера і передано станції.

Метод доступу Token-Ring.

Метод доступу Token-Ring був розроблений фірмою IBM і розрахований на кільцеву топологію мережі.

Цей метод нагадує Arcnet, так як теж використовує маркер, який передається від однієї станції до іншої. На відміну від Arcnet, при методі доступу Token-Ring є можливість призначати різні пріоритети різних робочих станцій.

Програмне забезпечення локальних мереж.

Після підключення комп'ютерів до мережі необхідно встановити на них спеціальне мережеве програмне забезпечення. Існує два підходи до організації мережевого програмного забезпечення:

мережі з централізованим управлінням;

одно-рангові мережі.

Мережі з централізованим управлінням.

У мережі з централізованим управлінням виділяються один або кілька машин, які керують обміном даними по мережі. Диски виділених машин, які називаються файл-серверами, доступними для інших комп'ютерів мережі. На файл-серверах повинна працювати спеціальна мережева операційна система. Звичайно це мультизадачності ОS, що використовує захищений режим роботи процесора.

Решта комп'ютери називаються робочими станціями. Робочі станції мають доступ до дисків файл-сервера і спільно використовуваних принтерів, але й тільки. З одного робочої станції не можна працювати з дисками інших робочих станцій. З одного боку, це добре, тому що користувачі ізольовані один від одного і не можуть випадково зашкодити чужі дані. З іншого боку, для обміну даними користувачі змушені використовувати диски файл-сервера, створюючи для нього додаткову навантаження.

Є, проте, спеціальні програми, що працюють у мережі з централізованим управлінням і дозволяють передавати дані безпосередньо від однієї робочої станції до іншої минаючи файл-сервер. Приклад такої програми - програма NetLink. Після її запуску на двох робочих станціях можна передавати файли з диска одній станції на диск інший, аналогічно тому, як будуть скопійовані файли з одного каталогу в інший при допомогою програми Norton Commander.

На робочих станціях має бути встановлено спеціальне програмне забезпечення, часто зване мережевий оболонкою. Це забезпечення працює в середовищі тієї ОS, яка використовується на даній робочій станції, - DOS, OS/2 і т.д.

Файл-сервери можуть бути виділеними або невиділеними. У першому випадку файл-сервер не може використовуватися як робоча станція і виконує тільки задачі управління мережею. У другому випадку паралельно із завданням управління мережею файл-сервер виконує звичайні для користувача програми в середовищі MS-DOS. Однак при цьому знижується продуктивність файл-сервера і надійність роботи всієї мережі в цілому, так як помилка в призначеній для користувача програмі, запущеної на файл-сервер, може призвести до зупинки роботи всієї мережі. Тому не рекомендується використовувати невиділені файл-сервери, особливо у відповідальних випадках.

Існують різні мережеві ОS, орієнтовані на мережі з централізованим управлінням. Найвідоміші з них - Novell NetWare, Microsoft Lan Manager (на базі OS/2), а також виконана на базі UNIX System V мережева ОS VINES.

Глобальна мережу INTERNET

Internet -- глобальна комп'ютерна мережа, що охоплює весь світ. Сьогодні Internet має близько 19 мільйонів абонентів у більш ніж 150 країнах світу. Щомісяця розмір мережі збільшується на 7-10%. Internet утворює як би ядро, що забезпечує зв'язок різних інформаційних мереж, що належать різним установам у усьому світі, одна з іншою.

Якщо раніше мережа використовувалася винятково в якості середовища передачі файлів і повідомлень електронної пошти, то сьогодні вирішуються більш складні задачі розподіленого доступу до ресурсів. Близько двох років тому були створені оболонки, що підтримують функції мережного пошуку і доступу до розподілених інформаційних ресурсів, електронних архівів.

Internet, служила колись винятково дослідницьким і навчальним групам, чиї інтереси тягнулися аж до доступу до суперкомп'ютерів, стає все більш популярною в діловому світі.

Компанії спокушають швидкість, дешевий глобальний зв'язок, зручність для проведення спільних робіт, доступні програми, унікальна база даних мережі Internet. Вони розглядають глобальну мережу як доповнення до своїх власних локальних мереж.

При низькій вартості послуг (часто це тільки фіксована щомісячна плата за використовувані лінії або телефон) користувачі можуть одержати доступ до комерційних і некомерційних інформаційних служб США, Канади, Австралії і багатьох європейських країн. В архівах вільного доступу мережі Internet можна знайти інформацію практично по всіх сферах людської діяльності, починаючи з нових наукових відкриттів до прогнозу погоди на завтра.

Крім того Internet надає унікальні можливості дешевого, надійного і конфіденційного глобального зв'язку по всьому світу. Це виявляється дуже зручним для фірм мають свої філії в усьому світі, транснаціональних корпорацій і структур управління. Звичайно, використання інфраструктури Internet для міжнародного зв'язку обходиться значно дешевше прямого комп'ютерного зв'язку через супутниковий канал або через телефон.

Електронна пошта - найпоширеніша послуга мережі Internet. В даний час свою адреса електронної пошти мають приблизно 20 мільйонів чоловік. Здійснення листа по електронній пошті обходиться значно дешевше посилки звичайного листа. Крім того лист, надісланий по електронній пошті дійде до адресата за кілька годин, у той час як звичайний лист може добиратися до адресата кілька днів, а то і тижнів.

В даний час Internet відчуває період підйому, багато в чому завдяки активній підтримці з боку урядів європейських країн і США. Щорічно в США виділяється близько 1-2 мільйонів доларів на створення нової мережної інфраструктури. Дослідження в області мережних комунікацій фінансуються також урядами Великобританії, Швеції, Фінляндії, Німеччини.

Проте, державне фінансування - лише невелика частина вступників коштів, тому що все більше помітною стає "коммерцізація" мережі (очікується, що 80-90% коштів буде надходити з приватного сектора).

Історія мережі Internet

В 1961 році Defence Advanced Research Agensy (DARPA) за завданням міністерства оборони США приступило до проекту по створенню експериментальної мережі передачі 500пакетов. Ця мережа, названа ARPANET, призначалася спочатку для вивчення методів забезпечення надійного зв'язку між комп'ютерами різних типів. Багато методів передачі даних через модеми були розроблені в ARPANET. Тоді ж були розроблені і протоколи передачі даних у мережі - TCP/IP. TCP/IP - це безліч комунікаційних протоколів, що визначають, як комп'ютери різних типів можуть спілкуватися між собою.

Експеримент з ARPANET був настільки успішний, що багато організацій захотіли ввійти в неї, з метою використання для щоденної передачі даних. І в 1975 році ARPANET перетворилася з експериментальної мережі в робочу мережу. Відповідальність за адміністрування мережі взяло на себе Defence Communication Agency (DCA), у даний час називане Defence Information Systems Agency (DISA). Але розвиток ARPANET на цьому не зупинилися; Протоколи TCP/IP продовжували розвиватися й удосконалюватися.

У 1983 році вийшов перший стандарт для протоколів TCP/IP, що ввійшов у Military Standarts (MIL STD), тобто у військові стандарти, і всі, хто працював у мережі, зобов'язані були перейти до цих нових протоколів. Для полегшення цього переходу DARPA звернулася з пропозицією до керівників фірми Berkley Software Design - упровадити протоколи TCP/IP у Berkeley (BSD) UNIX. З цього і почалася спілка UNIX і TCP/IP.

Через деякий час TCP/IP був адаптований у звичайний, тобто в загальнодоступний У 1983 році з ARPANET виділилася MILNET, що стала відноситися до Defence Data Network (DDN) міністерства оборони США. Термін Internet став використовуватися для позначення єдиної мережі: MILNET плюс ARPANET. І хоча в 1991 році ARPANET припинила своє існування, мережа Internet існує, її розміри набагато перевищують початкові, тому що вона об'єднала безліч мереж в усьому світі. Діаграма 1 ілюструє ріст числа хостів, підключених до мережі Internet з 4 комп'ютерів у 1969 році до 3,2 мільйонів в 1994. Хостом в мережі Internet називаються комп'ютери, що працюють в багатозадачного операційній системі (Unix, VMS), що підтримують протоколи TCPIP і надають користувачам які-небудь мережні послуги.

Список літератури

Computer World - Москва,? ? 36, 45, 150/1997.

Технології електронних комунікацій тому 27 "Міжмережеві протоколи та мультісеті", Москва, СП "Еко-Трендз" 1992.

Технології електронних комунікацій тому 28 "Unix: Можливості мережі", Москва, СП "Еко-Трендз" 1992.

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://referat2000.bizforum.ru/