Локальные сети

 

 

Различные типы кабелей и  устройств Fast Ethernet дают разную величину задержки RTD. Витая пара категории 5 – 1,11 бит-тайм на метр длины, оптоволоконный кабель 1 бит-тайм также на метр длины, сетевой адаптер – 50 бит-тайм, медиаконвертеры от 50 до 100, повторитель класса I –140, повторитель класса II – 92 бит-тайм. Задержку RTD между двумя сетевыми узлами рассчитать несложно, она равняется сумме соответствующих задержек их сетевых адаптеров и всех промежуточных сетевых компонентов (кабелей, повторителей).

 

Рисунок 5 - Пример сети Fast Ethernet.

 

 

Новые сетевые  адаптеры, расширяющие возможности  ЛВС

 

С развитием сетевых технологий возникла необходимость проведения операций с большими объемами информации (с корпоративными базами данных), а  также использования в ЛВС  систем видеоконференций и мультимедиа.

Все это требовало поиска возможностей увеличения производительности компьютерных сетей. Когда спокойно текущий трафик ЛВС превратится  в стремительный поток, вам придется ускорить свою сеть, чтобы сервер не стал для него плотиной. Решение проблемы - Fast Ethernet, сетевой стандарт, предусматривающий скорость передачи данных 100 Мбит/с и ориентированный на системы, требующие высокой пропускной способности: базы данных с архитектурой "клиент-сервер", мультимедиа, видеоконференции. Адаптеры 10/100 идеально подходят для того, чтобы уже сейчас заложить основу дл будущего перехода на Fast Ethernet, не затрагива пока существующей кабельной системы, концентраторов и коммутаторов Ethernet.

Поскольку одновременный  переход крупной организации  на новые высокопроизводительные сетевые  стандарты для большинства из них оказывался невозможным по финансовым причинам, разработчики сетевых аппаратных средств в течение последних  двух лет работали над тем, как  одновременно добиться повышения производительности уже существующих сетей Ethernet и обеспечить при этом возможность постепенного перехода к "быстрым" 100-Мбит/с  сетям.

Были предложены разнообразные  технологии, например коммутации и  микросегментации сетей, однако на практике, особенно с активным внедрением архитектуры  клиент-сервер, оказывалось, что именно сервер ЛВС во многих случаях является причиной существования "узких мест" в сети, снижая ее пропускную способность.

В традиционной модели вычислений файловый сервер, на котором хранится большая часть приложений и данных, осуществляет пересылку приложения по запросу на рабочую станцию  пользователя, где приложение и исполняется. После того как такая пересылка  осуществлена, для работы пользователя уже не требуется частое осуществление  операций ввода-вывода и, следовательно, обращений сервера к установленному на нем сетевому адаптеру.

Технология же клиент-сервер использует в полной мере не только вычислительную мощность процессора, но и пропускную способность сети. В технологии клиент-сервер приложение исполняется на самом сервере, а  на сделавшую запрос рабочую станцию пересылаются только результаты. С увеличением частоты запросов возрастает не только объем вычислений, но и число операций ввода-вывода. В определенный момент достигается своего рода "пик", после которого объем передаваемой по сети информации остается практически постоянным. Таким образом, технология клиент-сервер предъявляет повышенные требования не только к быстродействию ЦП и шины ввода-вывода сервера, но и к производительности сетевого адаптера. В результате именно сетевой адаптер стал одним из главных объектов для различных технологических усовершенствований и доработок, суть которых можно свести к двум "золотым правилам":

1.Сетевой адаптер должен  работать со скоростями передачи  данных, сравнимыми с быстродействием  ЦП и внутренней шины ввода-вывода  сервера (или рабочей станции).

2.Адаптер должен обрабатывать  и передавать запросы и ответы, посылаемые и получаемые от  большого числа рабочих станций  и сетевых устройств, оснащенных  аналогичными адаптерами.

Кроме того, к современным  сетевым адаптерам предъявляются  такие требования, как поддержка  технологии Plug and Play, возможность работы с различными операционными системами, изменени параметров их конфигурации без отключения компьютера от сети и др.

Новое поколение адаптеров EtherExpress, разработанных фирмой Intel для  систем на базе процессоров Intel 486 и Pentium, позволяет не только повысить пропускную способность сети, но и облегчить  управление ею. Рассмотрим более подробно три модели сетевых адаптеров Intel: EtherExpress PRO/10, EtherExpress PRO/100 и EtherExpress Flash32.

Фирме Intel удалось добиться существенного - до 30% по сравнению с  предыдущими моделями - роста производительности этих адаптеров благодаря следующим  оригинальным техническим решениям:

•реализации параллельной обработки сетевых пакетов; •использованию 32-бит драйвера;

•увеличению буферной памяти адаптера до 32 Кбайт.

Параллельная обработка  данных, применяемая Intel, позволяет  адаптерам EtherExpress PRO копировать пакеты данных из памяти компьютера и одновременно передавать их в сеть, не дожидаясь  получения всего пакета. Приходящие из сети пакеты также записываются в буфер адаптера и одновременно копируются в память компьютера, гарантируя эффективное использование центрального процессора и увеличивая общую производительность системы.

Сочетание параллельной обработки  данных с увеличенным буфером (32 Кбайт) позволяет достигать наибольшей производительности в сетях с  интенсивным трафиком.

Наконец, 32-разрядный порт ввода-вывода, используемый в адаптерах EtherExpress PRO, уменьшает нагрузку центрального процессора и оптимизирует обмен  информацией между адаптером  и локальной памятью.

Автоматическое программное  конфигурирование адаптера, не требующее  монтажа перемычек и "щелчков" переключателей и включающее установку  виртуальных загружаемых модулей Novell VLMs - Virtual Loadable Modules), гарантирует  простоту подсоединения адаптера к  сети.

Централизованное управление каждым сетевым ПК осуществляется с  помощью встроенного ПО, включающего  в себя пакет FlashWorks и программу  поддержки DMI (Desktop Management Interface). Пакет FlashWorks 1.6, поставляемый только с адаптерами Intel, позволяет осуществлять централизованное обновление драйверов, при котором  новые версии системных драйверов  автоматически загружаются во флэш-память каждого установленного в сети адаптера с помощью специальной утилиты. Поэтому администратору ЛВС будет  достаточно установить новые драйверы только на файловый сервер. Следует  отметить, что во флэш-памяти адаптера сохраняется истори последних пяти изменений конфигурации аппаратного  и программного обеспечения. Это  позволяет администратору ЛВС вернуться  к старой конфигурации сети при обнаружении каких-либо конфликтов вновь установленных драйверов с программным или аппаратным обеспечением.

Другой возможностью адаптеров EtherExpress PRO является антивирусная защита, которая осуществляется до загрузки операционной системы сервера или  рабочей станции и включает в  себя автоматическое сканирование жестких  дисков компьютеров и удаление вирусов, обнаруженных в секторе начальной  загрузки.

Адаптер EtherExpress Flash 32 используется в компьютерах с шиной EISA. Он работает в режиме главного абонента шины со встроенным программным обеспечением FlashSet и FlashStart, упрощающим установку  в сетях Novell. Адаптер оснащен 32-разрядным  процессором фирмы Intel с внутренним четырехканальным контроллером DMA 82596 Ethernet. Высокоскоростной обмен данными  во врем операций чтения/записи данных обеспечивает 32-разрядный прямой доступ к системной памяти главного компьютера.

Адаптеры EtherExpress PRO/100 в отличие  от EtherExpress PRO/10 поддерживают стандарты  как 10BaseT (10 Мбит/с), так и 100BaseTХ (100 Мбит/с), что особенно важно при использовании  их в сетях, где установлены коммутаторы  и некоторые узлы сети работают в  режиме передачи данных со скоростью 100 Мбит/с, а остальные - 10 Мбит/с.

Для увеличения производительности сети адаптеры предусматривают так  называемую динамическую передачу, т. е. могут передавать многочисленные кадры Ethernet последовательно, без временной  паузы по окончании каждого кадра. Все адаптеры EtherExpress PRO/100 могут работать в режиме 32-разрядного главного абонента шины, что позволяет оптимизировать передачу данных из компьютера в сеть и из сети в компьютер. В них  использована технология прямого доступа  к шине, позволяющая избежать временного хранения и перекопирования данных. Наиболее мощной моделью семейства PRO/100 является "интеллектуальный" адаптер PRO/100 Smart . Он оснащен RISC-процессором Intel i960, который позволяет резко уменьшить загрузку ЦП компьютера, а также содержит собственную 2-Мбайт оперативную память. Адаптер EtherExpress PRO/100 Smart сертифицирован компанией Novell в качестве MSL-адаптера, т. е. адаптера, применяющегося для связи и синхронизации работы "зеркальных" серверов в отказоустойчивой сетевой операционной системе Novell NetWare SFT III.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Во-первых, локальные сети реализуют распределенную обработку  информации, соответственно обработка  распределяется между всеми компьютерами сети, что позволяет увеличить  производительность компьютеров.

Во-вторых, локальные сети бывают двух видов:

Одноранговая сеть, в которой  нет единого центра управления взаимодействием  рабочих станций и нет единого  центра для хранения данных.

Сеть с выделенным сервером, т.е. сервер выполняет функции хранения информации, управления взаимодействием  внутри сети и ряд сервисных функций.

В-третьих, по структуре все  многообразие сетей можно поделить на следующие типы:

топология «звезда», т.е. каждый компьютер через сетевой адаптер  подключается отдельным кабелем  объединяющему устройству. Все сообщения  проходят через центральное устройство, которое обрабатывает поступающие  сообщения и направляет их к нужным или всем компьютерам

топология «кольцо», т.е. все  компьютеры соединяются последовательно, и информация передается в одном  направлении, проходя через каждый узел сети;

топология «общая шина», т.е. все компьютеры подключаются к общей  шине (кабелю);

топология «дерево» позволяет  объединять сети с различными топологиями.

В-четвертых, для обеспечения  согласованной работы внутри сети применяются  протоколы – это набор правил, регулирующих порядок в сети на разных уровнях взаимодействия. Были рассмотрены  основные стеки протоколов, и была дана краткая их характеристика.

В-пятых, была рассмотрена  система Kerberos, которая по средствам аутентификации обеспечивает защиту от несанкционированного доступа в сеть и использования ее ресурсов.

Как вывод всей работы можно  сказать, что локальная сеть –  это не просто механическая сумма  персональных компьютеров, она значительно  расширяет возможности пользователей. Компьютерные сети на качественно новом  уровне позволяют обеспечить основные характеристики:

• максимальную функциональность, т.е. пригодность для самых разных видов операций,
• интегрированность, заключающуюся в сосредоточении всей информации в едином центре,
• оперативность информации и управления, определяемые возможностью круглосуточной работы в реальном масштабе времени,
• функциональную гибкость, т.е. возможность быстрого изменения параметров системы,
• развитую инфраструктуру, т.е. оперативный сбор, обработку и представление в единый центр всей информации со всех подразделений,
• минимизированные риски посредством комплексного обеспечения безопасности информации, которая подвергается воздействию случайных и преднамеренных угроз.

Последний пункт очень  важен, поскольку в сете могут  содержаться данные, которые могут  быть использованы в ходе конкурентной борьбы, но, в целом, если безопасность находится на должном уровне, локальные  сети становятся просто необходимыми в современных условиях экономики  и управления.

Список использованной литературы

1. Герасименко В.Г., Нестеровский И.П., Пентюхов В.В. и др. Вычислительные сети и средства их защиты: Учебное пособие/ Герасименко В.Г., Нестеровский И.П., Пентюхов В.В. и др. – Воронеж: ВГТУ, 1998. – 124 с.
2. Камалян А.К., Кулев С.А., Назаренко К.Н. и др. Компьютерные сети и средства защиты информации: Учебное пособие /Камалян А.К., Кулев С.А., Назаренко К.Н. и др. - Воронеж: ВГАУ, 2003.-119с.
3. Курносов А.П.  Практикум по информатике/Под ред. Курносова А.П. Воронеж: ВГАУ, 2001.- 173 с.
4. Макарова Н.В. Информатика /под ред. Проф. Н.В. Макаровой. — М.: Финансы и статистика, 1997. — 768 с.: ил.
5. Малышев Р.А. Локальные вычислительные сети: Учебное пособие/ РГАТА. – Рыбинск, 2005. – 83 с.
6. Олифер В.Г, Олифер Н.А.  Сетевые операционные системы/ В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. – СПб.: Питер, 2002. – 544 с.: ил.
7. Олифер В.Г., Олифер Н.А.  Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы /В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. - СПб.: Питер, 2002.- 672 с.: ил.
8. Симонович С.В.Информатика. Базовый курс/Симонович С.В. и др. — СПб.: издательство "Питер", 2000.  — 640 с.: ил.