Основные данные о работе

     Содержание

     Введение

     Компьютерные  сети уверенно заняли свое место в нашей жизни. 1996 год был назван годом Интернета. Сегодня в 2010 году, любая, даже небольшая организация, имеющая несколько компьютеров, не мыслит своего нормального функционирования без компьютерных сетей.

     В настоящее время абсолютно не вызывает удивления повсеместное использование компьютерных технологий: в офисах крупных и мелких компаний, в высших и средних учебных заведениях, дома, даже на улице. Почти всегда там, где есть электрическая розетка, можно увидеть компьютер, а мобильные компьютеры с каждым скачком энергосберегающих технологий все успешнее обходят это ограничение. Прогресс шагает вперед, но ресурсов своего компьютера всегда недостаточно. Хотелось объединить несколько компьютеров для совместного обмена информацией и решения задач, обеспечить гораздо более быструю и устойчивую связь чем позволял тогда уровень развития Интернета.

     То, что в итоге получилось, стало  называться сетью в самом широком  смысле этого слова, которое теперь ни у кого не вызывает удивления  или непонимания. «Локальные» сети получили повсеместное распространение и по сей день набирая популярность и находя достаточное количество абонентов. Другие разновидности локальных сетей обеспечивают лучшее функционирование предприятий и называются Корпоративными сетями.

     Включение персональных компьютеров в сеть позволяет решать объемные задачи совместными  усилиями, что иначе потребовало  бы иных каналов связи и лишних затрат ресурсов, важнейшим из которых  является время. То есть сеть значительно  повышает эффективность труда. Сеть компьютеров в какой-то мере эквивалентна объединению в энергетические системы отдаленных друг от друга электростанций и потребителей, позволяющих сглаживать нагрузку и перераспределять мощности.

     На  современном этапе развития и  использования корпоративных сетей особенно актуальное значение приобрели такие вопросы, как оценка производительности и качества корпоративных сетей, их компонентов, а так же оптимизация уже существующих корпоративных сетей. Сейчас, когда корпоративные сети стали доминирующим компонентом в информационной стратегии большинства  крупных организаций, недостаток внимания к оценке мощности корпоративных сети и ее планированию привело к плачевным результатам. Сегодня для поддержки современных приложений в архитектуре клиент - сервер многие сети необходимо заново проектировать, а во многих случаях и заменять, для чего требуются квалифицированные специалисты, способные поднять эффективность работы сети, обезопасить ее от вмешательства извне и обеспечить быстрое устранение неполадок.

     Производительность  и пропускная способность корпоративной  сети определяется многими факторами: выбором серверов и рабочих станций,  их удалением друг от друга, качеством  и подбором каналов связи, сетевого оборудования, выбором сетевого протокола передачи данных, серверных операционных систем и операционных систем рабочих станций, аппаратной части серверов и ее конфигураций, правильным распределением файлов базы данных по информационным хранилищам в сети, организацией процесса защиты и так далее. Связь с каждым днем становится все более компьютеризированной. Уже через пару-тройку лет старые методы связи могут уйти в прошлое, уступив свое место компактным, долгоработающим рабочим станциям, состоящим кроме непосредственно вычислительных мощностей лишь из миниатюрного проектора и точной веб камеры, достаточно лишь взглянуть на существующие концепты и прототипы, находящиеся в разработке у амбициозных высокотехнологичных компаний.  Неизменным останется лишь связь таких «компьютеров» на основе сетевых коммуникаций. Вот почему так важно для будущих программистов иметь знания в области сетевых технологий.

     Основная  часть

     1 Основные характеристики корпоративных компьютерных сетей

     1.1 Задачи корпоративных  компьютерных сетей 

     К корпоративным компьютерным сетям (Intranet), а так же к другим типам компьютерных сетей, предъявляется ряд требований. Главное из них - выполнение сетью ее основной функции, то есть обеспечение пользователям возможности доступа к разделяемым ресурсам всех компьютеров, объединенных в сеть, в пределах уровня доступа их аккаунта. Решению этой основной задачи подчинены остальные требования, такие как требования к производительности, надежности, отказоустойчивости, безопасности, управляемости, совместимости, расширяемости, масштабируемости, прозрачности и поддержке различных видов трафика.

     Для выполнения поставленных задач сеть нуждается в трудоемкой настройке  и постоянном мониторинге состояния. Во многом существование подобных информационно-вычислительных каналов возможно лишь благодаря базам данных, во многом благодаря развитию аппаратных средств передачи информации на расстояния, повышению вычислительной мощности составных частей системы, обучению квалицифированных специалистов и так далее. Корпоративные сети, как и любые другие – сложносоставная технология, состоящая из множества субтехнологий, каждая из которых может оборвать работу коненчой технологии в случае неисправности. Потому присутствие специалиста особенно важно.

     К сожалению труд хорошего системного администратора как правило недооценивают, так как при исправной работе сети его труд становится незаметен. Так что одним из важнейших компонентов успешного существования корпоративной сети является хотяб ы минимальная компьютерная образованность конечных пользователей сети, клиентской стороны.  
 

     1.2 Производительность  корпоративных компьютерных  сетей 

     Производительность  - основное свойств корпоративных сетей. Оно обеспечивается возможностью распределения работ между несколькими сетевыми элементами. Производительность сети можно измерить с помощью двух типов показателей: временных, сложущих для оценки задержки, вносимой сетью при обмене данными, а так же пропускной способности, отражающей количество информации, передаваемой сетью в единицу времени. Эти два типа показателей являются взаимосвязанными, и, зная один из них, можно расчитать второй.

     Для оценки производительности сети используются ее основные характеристики:

     • время реакции;

     • пропускная способность;

     • задержка передачи и вариация задержки передачи данных.[3]

     Как правило в качестве временной характеристики производительности сети используют такой показатель как время реакции. Термин «время реакции» многогранен и может исопльзоваться в очень широком смысле, потому в каждом конкретном случае требуется уточнить, что понимается под этим термином.

     Обычно  время реакции определяется как интервал времени между возникновением запроса пользователя к одному из сетевых сервисов и получением ответа на этот запрос как показано на рисунке 1(Приложение А). Очевидно, что смысл и значение данного показателя во многом зависят от типа сервиса, к которому обратился пользователь, от того, какой именно пользователь и к какому серверу обращается, а также от состояния других элементов сети на данный момент, точнее загруженности сегментов, через которые проходит запрос, загруженности сервера и так далее.

     Время реакции складывается из нескольких компонентов:

     • время подготовки запроса на клиентском компьютере;

     • время передачи запроса между клиентом и сервером, через сегменты сети и промежуточное коммуникационное оборудование;

     • время обработки запроса на сервере;

     • время передачи ответа от сервера клиенту;

     • время обработки полученного от сервера ответа на клиентском компьютере.[7]

     Далее приведены некоторые примеры определения времени реакции, рисунок 2(Приложение Б).

     В первом примере в качестве времени реакции приводится время, которое прошло с момента обращения пользователя к FTP серверу для передачи файла с сервера 1 на клиентский компьютер 1, до момента завершения передачи. Это время включает в себя несколько составляющих. Максимальный вклад вносят такие составляющие времени реакции как: время обработки запросов на передачу файла, время обработки получаемых в пакетах частей файла на клиентском компьютере, а так же время передачи пакетов между сервером и клиентским компьютером по самому популярному протоколу Ethernet в пределах одного сегмента. Можно выделить и более мелкие этапы выполнения запроса. К примеру время обработки запроса каждым из протоколов стека TCP/IP на сервере и клиенте.

     Соответственно, для конечного пользователя, определенное время реакции является понятным и естественным критерием производительности сети. Но сетевого специалиста в первую очередь волнует производительность самой сети, а потому для более точной ее оценки имеет смысл вычленить из времени реакции составляющие, которые соответствуют этапам внесетевой обработки данных: поиску нужной информации на диске, записи ее на диск и так далее. Полученное в результате подобных сокращений время можно считать иным определением времени реакции сети на прикладном уровне.

     Вариантами  данного критерия служат времена реакции, измерянные при различающихся, но зафиксированных состояниях сети:

     1. Полностью ненагруженная сеть. Время реакции измеряется в условиях. Например, когда к серверу 1 обращается только клиент 1, то есть сегмент сети, объединяющей сервер 1 с клиентом 1, лишен иной активности. В данном случае на нем присутствуют только кадры сессии FTP, производительность которой измеряется. В других сегментах сети может циркулировать активный трафик множества клиентов, главное чтобы его пакеты не попадали в сегмент, в котором проводятся измерения. Как правило ненагруженный сегмент является редчайшим и маловероятным случаем, то данный вариант показателя производительности имеет довольно ограниченную применимость. Его хорошие значения говорят только о том, что программное обеспечение и аппаратура двух узлов и сегмента обладают необходимой производительностью, обеспечивающей работу в облегченных условиях. Для работы в реальных условиях, в моменты когда будет иметь место борьба за разделяемые ресурсы сегмента с другими узлами, производительность тестируемых элементов сети может оказаться недостаточной.

     2. Нагруженная сеть. Это более реализуемый и распространенный случай проверки производительности сервиса FTP для конкретных сервера и клиента. Но при измерении критерия производительности в условиях, при которых в сети работает большое количество разных узлов и сервисов, возникают свои сложности. В сети существует слишком большое количество вариантов нагрузки, поэтому главным при определении критериев такого сорта является проведение измерений при некоторых типовых условиях работы сети. Как правило трафик в сети носит пульсирующий характер, и характеристики трафика существенно изменяются в зависимости от времени дня и дня недели. Поэтому определение типовой нагрузки это сложная процедура, требующая длительных измерений на сети. Если же сеть находится в состоянии проектировки, то определение типовой нагрузки заметно усложняется.[13]

     Во  втором примере критерием производительности сети является время задержки между передачей кадра Ethernet в сеть сетевым адаптером клиента 1 и поступлением его на сетевой адаптер сервера 3. Этот критерий тоже относится к критериям «время реакции», но соответствует сервису нижнего «канального» уровня. Так как протокол Ethernet это протокол дейтаграммного типа, то есть протокол без установления соединений, для которого понятие «ответ» не существует, то под временем реакции в этом случае понимается время прохождения кадра от узла-источника до узла-получателя. Задержка передачи кадра в данном случае велючает в себя время распространения кадра по исходному сегменту, время передачи кадра коммутатором из сегмента А в сегмент В, время передачи кадра маршрутизатром из сегмента В в сегмент С, а так же время передачи кадра из сегмента С в сегмент D повторителем. Относящиеся к нижнему уровню сети критерии хорошо характеризуют качества транспортного сервиса сети, являясь более информативными для сетевых интеграторов, потому как не содержат избыточную для них информацию о работе протоколов верхних уровней.

     При оценке производительности сети не по отношению к отдельным парам  узлов, а ко всем узлам в целом  используются критерии двух типов: средно-взвешенные и пороговые.

     Средно-взвешенный критерий является суммой времен реакции всех или некоторых узлов при взаимодействии со всеми или некоторыми серверами сети по определенному сервису, то есть сумму вида:

     См. Форума 1(Приложение В)

     где T ij это время реакции i-го клиента при обращении к j-му серверу, n это число клиентов, m это число серверов. Если усреднение производится также по сервисам, то в приведенном выражении добавится еще одно суммирование, суммирование по количеству учитываемых сервисов. Оптимизация сети по данному критерию заключается в нахождении значений параметров, при которых критерий имеет минимальное значение или, по крайней мере, не превышает некоторое заданное пороговое число.