ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ---------------------------------------------------------------------------------- 1
Введение--------------------------------------------------------------------------------------- 2
Постановка задачи------------------------------------------------------------------- 3
Анализ методов решения задачи----------------------------------------- 3
Базовая модель OSI-------------------------------------------------------------------- 5
Сетевые устройства и средства коммуникаций----------- 9
Топологии вычислительных сетей----------------------------------- 11
Типы построения сетей по методам передачи информации 19
Сетевые операционные системы для локальных сетей 21
Техническое решение------------------------------------------------------------ 28
Организация сети-------------------------------------------------------------------- 29
Заключение------------------------------------------------------------------------------- 31
Литература-------------------------------------------------------------------------------- 33
Введение.
На сегодняшний день в мире существует более 130 миллионов компьютеров и более 80 % из них объединены в различные информационно-вычислительные сети от малых локальных сетей в офисах до глобальных сетей типа Internet, FidoNet, FREEnet и т.д. Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений (факсов, E–Mail писем, электронных конференций и т.д.) не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, а так же обмен информацией между компьютерами разных фирм производителей работающих под разным программным обеспечением.
Такие огромные потенциальные возможности, которые несет в себе вычислительная сеть и тот новый потенциальный подъем, который при этом испытывает информационный комплекс, а так же значительное ускорение производственного процесса не дают нам право игнорировать и не применять их на практике.
Зачастую возникает необходимость в разработке принципиального решения вопроса по организации ИВС (информационно–вычислительной сети) на базе уже существующего компьютерного парка и программного комплекса, отвечающей современным научно–техническим требованиям с учетом возрастающих потребностей и возможностью дальнейшего постепенного развития сети в связи с появлением новых технических и программных решений.
Постановка задачи.
На текущем этапе развития объединения компьютеров сложилась ситуация когда:
1. В определенном замкнутом пространстве имеется большое количество компьютеров работающих отдельно от всех остальных компьютеров и не имеющих возможность гибко обмениваться с другими компьютерами информацией.
2. Невозможно создание общедоступной базы данных, накопление информации при существующих объемах и различных методах обработки и хранения информации.
3. Существующие ЛВС объединяют в себе небольшое количество компьютеров и работают только над конкретными и узкими задачами.
4. Накопленное программное и информационное обеспечение не используется в полном объеме и не имеет общего стандарта хранения данных.
5. При имеющейся возможности подключения к глобальным вычислительным сетям типа Internet необходимо осуществить подключение к информационному каналу не одной группы пользователей, а всех пользователей с помощью объединения в глобальные группы.
Витая пара.
Наиболее дешевым кабельным соединением является витое двухжильное проводное соединение часто называемое «витой парой» (англ. twisted pair). Она позволяет передавать информацию со скоростью до 10 Мбит/с, легко наращивается, однако является помехонезащищенной. Длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости передачи 1 Мбит/с. Преимуществами являются низкая цена и беспроблемная установка. Для повышения помехозащищенности информации часто используют экранированную витую пару, т.е. витую пару, помещенную в экранирующую оболочку, подобно экрану коаксиального кабеля. Это увеличивает стоимость витой пары и приближает ее цену к цене коаксиального кабеля.
Коаксиальный кабель.
Коаксиальный кабель имеет среднюю цену, хорошо помехозащищен и применяется для связи на большие расстояния (несколько километров). Скорость передачи информации от 1 до 10 Мбит/с, а в некоторых случаях может достигать 50 Мбит/с. Коаксиальный кабель используется для основной и широкополосной передачи информации.
Оптоволоконные линии.
Наиболее дорогими являются оптопроводники, называемые также стекловолоконным кабелем. Скорость распространения информации по ним достигает 100 Мбит/с, а на экспериментальных образцах оборудования – 200 Мбит/с. Допустимое удаление более 50 км. Внешнее воздействие помех практически отсутствует. На данный момент это наиболее дорогостоящее соединение для ЛВС. Применяются там, где возникают электромагнитные поля помех или требуется передача информации на очень большие расстояния без использования повторителей. Они обладают противоподслушивающими свойствами, так как техника ответвлений в оптоволоконных кабелях очень сложна. Оптопроводники объединяются в JIBC с помощью звездообразного соединения.
Показатели трех наиболее типичных средств коммуникаций для передачи данных приведены в таблице № 1.
Таблица 1
Показатели
Топология типа «звезда».
Концепция топологии сети в виде звезды пришла из области больших ЭВМ, в которой головная машина получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Этот принцип применяется в системах передачи данных, например, в электронной почте сети RelCom. Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел вычислительной сети.
Рисунок 1
Кольцевая топология.
При кольцевой топологии сети рабочие станции связаны одна с другой по кругу, т.е. рабочая станция 1 с рабочей станцией 2, рабочая станция 3 с рабочей станцией 4 и т.д. Последняя рабочая станция связана с первой. Коммуникационная связь замыкается в кольцо.
Рисунок 2
Шинная топология.
При шинной топологии среда передачи информации представляется в форме коммуникационного пути, доступного дня всех рабочих станций, к которому они все должны быть подключены. Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети.
Рисунок 4
Характеристики
Древовидная структура ЛВС.
Наряду с известными топологиями вычислительных сетей «кольцо», «звезда» и «шина», на практике применяется и комбинированная, на пример древовидна структура. Она образуется в основном в виде комбинаций вышеназванных топологий вычислительных сетей. Основание дерева вычислительной сети (корень) располагается в точке, в которой собираются коммуникационные линии информации (ветви дерева).
Вычислительные сети с древовидной структурой применяются там, где невозможно непосредственное применение базовых сетевых структур в чистом виде. Для подключения большого числа рабочих станций соответственно адаптерным платам применяют сетевые усилители и/или коммутаторы. Коммутатор, обладающий одновременно и функциями усилителя, называют активным концентратором.
На практике применяют две их разновидности, обеспечивающие подключение соответственно восьми или шестнадцати линий.
Устройство к которому можно присоединить максимум три станции, называют пассивным концентратором. Пассивный концентратор обычно используют как разветвитель. Он не нуждается в усилителе. Предпосылкой для подключения пассивного концентратора является то, что возможное максимальное расстояние до рабочей станции не должно превышать нескольких десятков метров.
Рисунок 5
Древовидная структура ЛВС.
Типы пакетов.
В IВМ Тоken Ring используются три основных типа пакетов:
· пакет «управление/данные» (англ. Data/Соmmand Frame);
· пакет «маркер» (англ. Token);
· пакет «сброса» (англ. Abort).
Пакет «Управление/Данные».
С помощью такого пакета выполняется передача данных или команд управления работой сети.
Пакет «Маркер».
Станция может начать передачу данных только после получения такого пакета, В одном кольце может быть только один маркер и, соответственно, только одна станция с правом передачи данных.
Пакет «Сброса».
Посылка такого пакета называет прекращение любых передач.
В сети можно подключать компьютеры по топологии звезда или кольцо.
Локальная сеть ArcNet.
ArcNet (англ. Attached Resource Computer Network) – простая, недорогая, надежная и достаточно гибкая архитектура локальной сети. Разработана корпорацией Datapoint в 1977 году. Впоследствии лицензию на ArcNet приобрела корпорация SMC (англ. Standard Microsystems Corporation), которая стала основным разработчиком и производителем оборудования для сетей ArcNet. В качестве передающей среды используются витая пара, коаксиальный кабель (RG–62) с волновым сопротивлением 93 Ом и оптоволоконный кабель. Скорость передачи данных – 2,5 Мбит/с, существует также расширенная версия – ArcNetplus – поддерживает передачу данных со вкоростью 20 Мбит/с. При подключении устройств в ArcNet применяют топологии шина и звезда. Метод управления доступом станций к передающей среде – маркерная шина (англ. Token Bus). Этот метод предусматривает следующие правила:
· Все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные
· только получив разрешение на передачу (маркер);
· В любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом;
· Данные, передаваемые одной станцией, доступны всем станциям сети.
Основные принципы работы.
Передача каждого байта в ArcNet выполняется специальной посылкой ISU (англ. Information Symbol Unit – единица передачи информации), состоящей из трех служебных старт/стоповых битов и восьми битов данных. В начале каждого пакета передается начальный разделитель АВ (англ. Alert Burst), который состоит из шести служебных битов. Начальный разделитель выполняет функции преамбулы пакета.
В ArcNet определены 5 типов пакетов:
1. Пакет ITT (англ. Information to Transmit) – приглашение к передаче. Эта посылка передает управление от одного узла сети к другому. Станция, принявшая этот пакет, получает право на передачу данных.
2. Пакет FBE (англ. Free Buffer Enquiries) – запрос о готовности к приему данных. Этим пакетом проверяется готовность узла к приему данных.
3. Пакет данных. С помощью этой посылки производиться передача данных.
4. Пакет АСК (англ. ACKnowledgments) – подтверждение приема. Подтверждение готовности к приему данных или подтверждение приема пакета данных без ошибок, т.е. в ответ на FBE и пакет данных.
5. Пакет NAK (англ.Negative AcKnowledgments) – неготовность к приему. Неготовность узла к приему данных (ответ на FBE) или принят пакет с ошибкой.
В сети ArcNet можно использовать две топологии: «звезда» и «шина».
Локальная сеть Ethernet
Спецификацию Ethernet в конце семидесятых годов предложила компания Xerox Corporation. Позднее к этому проекту присоединились компании Digital Equipment Corporation (DEC) и Intel Corporation. В 1982 году была опубликована спецификация на Ethernet версии 2.0. На базе Ethernet институтом IEEE был разработан стандарт IEEE 802.3. Различия между ними незначительные.
Основные принципы работы.
На логическом уровне в Ethernet применяется топология шина:
· все устройства, подключенные к сети, равноправны, т.е. любая станция может начать передачу в любой момент времени (если передающая среда свободна);
· данные, передаваемые одной станцией, доступны всем станциям сети.
Таблица 3
Характеристики
Методы передачи информации
NetWare 3.XX, Novell Inc.
Отличительные черты:
¨ самая эффективная файловая система среди современных NOS;
¨ самый широкий выбор аппаратного обеспечения;
¨ очень эффективная низкоуровневая архитектура.
Основные характеристики и требования к аппаратному обеспечению.
¨ Центральный процессор: 386 и выше.
¨ Минимальный объем жесткого диска: 9 Мбайт.
¨ Объем ОП (Оперативной Памяти) на сервере: 4 Мбайт – 4 Гбайт.
¨ Минимальный объем ОП РС (Рабочей Станции) клиента: 640 Кбайт.
¨ Операционная система: собственная разработка Novell Inc.
¨ Протоколы: IPX/SРХ.
¨ Мультипроцессорность: нет.
¨ Количество пользователей: 250.
¨ Максимальный размер файла: 4 Гбайт.
¨ Шифрование данных: нет.
¨ Монитор UPS: есть.
¨ TTS: есть.
¨ Управление распределенными ресурсами сети: таблицы bindery на сервере.
¨ Система отказоустойчивости: дублирование дисков, зеркальное отражение дисков, SFT II,SFT III, поддержка накопителя на магнитной ленте, резервное копирование таблиц bindery и данных.
¨ Компрессирование данных: нет.
¨ Фрагментация блоков (Block suballocations): нет.
¨ Файловая система клиентов: DOS, Windows 3.XX, Мас (доп.), ОS/2 (доп.), UNIX (доп.), Windows NT, Windows 95.
NetWare 4.XX, Novell Inc.
Отличительная черта:
¨ применение специализированной системы управления ресурсами сети (англ. NetWare Directory Services – NDS) позволяет строить эффективные информационные системы с количеством пользователей до 1000. В NDS определены все ресурсы, услуги и пользователи сети. Эта информация распределена по всем серверам сети;
¨ очень эффективная низкоуровневая архитектура;
¨ Поддержка аппаратных средств сервера – использование преимуществ процессора Pentium, мультипроцессорной архитектуры, шины PCI, поддержка адаптеров с интерфейсом PC Card (новое название стандарта PCMCIA).
Для управления памятью используется только одна область (pool), поэтому оперативная память, освободившаяся после выполнения каких-либо процессов, становится сразу доступной операционной системе (в отличие от NetWare 3.XX), сокращены безвозвратные выделения памяти. Защита памяти сервера – возможность запуска сомнительных модулей в специальной области памяти предотвращает повреждение ими содержимого памяти, принадлежащие другим модулям.
Новая система управления хранением данных (англ. Data Storage Management) состоит из трех компонент, позволяющих повысить эффективность файловой системы:
1. Фрагментация блоков или разбиение блоков данных на Подблоки (англ. Block Suballocation). Если размер блока данных на томе 64 Кбайта, а требуется записать файл размером 65 Кбайт, то ранее потребовалось бы выделить 2 блока по 64 Кбайта. При этом 6З Кбайта во втором блоке не могут использоваться для хранения других данных. В NetWare 4.XX система выделит в такой ситуации один блок размером 64 КБайта и два блока по 512 Байт. Каждый частично используемый блок делится на подблоки по 512 Байт, свободные подблоки доступны системе при записи других файлов.
2. Упаковка Файлов (англ. File Compression). Долго не используемые данные система автоматически компрессирует, упаковывает, экономя таким образом место на жестких дисках. При обращении к этим данным автоматически выполняется декомпрессия данных.
3. Перемещение Данных (англ. Data Migration). Долго не используемые данные система автоматически копирует на магнитную ленту либо другие носители, экономя таким образом место на жестких дисках.
Встроенная поддержка Протокола Передачи Серии Пакетов (англ. Packet–Burst Migration). Этот протокол позволяет передавать несколько пакетов без ожидания подтверждения о получении каждого пакета. Подтверждение передается после получения последнего пакета из серии.
При передаче через шлюзы и маршрутизаторы обычно выполняется разбиение передаваемых данных на сегменты по 512 Байт, что уменьшает: скорость передачи данных примерно на 20%. Применение в NetWare 4.XX протокола LIP (англ. Large Internet Packet) позволяет повысить эффективность обмена данными между сетями, так как в этом случае разбиение на сегменты по 512 Байт не требуется.
Все системные сообщения и интерфейс используют специальный модуль. Для перехода к другому языку достаточно поменять этот модуль или добавить новый. Возможно одновременное использование нескольких языков: один пользователь при работе с утилитами использует английский язык, а другой в это же время немецкий.
Утилиты управления поддерживают DOS, Windows и OS/2-интерфейс.
Основные характеристики и требования к аппаратному обеспечению.
¨ Центральный процессор: 386 и выше.
¨ Минимальный объем жесткого диска: от 12 Мбайт до 60 Мбайт.
¨ Объем ОП на сервере: 8 Мбайт - 4Гбайт.
¨ Минимальный объем ОП РС клиента: 640 Кбайт.
¨ Операционная система: собственная разработка Novell Inc.
¨ Протоколы: IPX/SPX.
¨ Мультипроцессорность: поддерживается.
¨ Количество пользователей: 1000.
¨ Максимальный размер файла: 4 Гбайт.
¨ Шифрование данных: уровень С-2.
¨ Монитор UPS: есть.
¨ TTS: есть.
¨ Управление распределенными ресурсами сети: NDS.
¨ Система отказоустойчивости: дублирование дисков, зеркальное отражение дисков, SFT II,SFT III, поддержка накопителя на магнитной ленте, резервное копирование таблиц NDS.
¨ Компрессирование данных: есть.
¨ Фрагментация блоков (англ. Block Suballocation): есть.
¨ Файловая система клиентов: DOS, Windows, Мас v5.XX, ОS/2, UNIX (доп.), Windows NT, Windows 95.
LAN Server, IВМ Соrр.
Отличительные черты:
¨ использование доменной организации сети упрощает управление и доступ к ресурсам сети;
¨ обеспечивает полное взаимодействие с иерархическими системами (архитектурой SNA).
Целостная операционная система с широким набором услуг. Работает на базе OS/2, поэтому сервер может быть невыделенным (англ. nondedicated). Обеспечивает взаимодействие с иерархическими системами, поддерживает межсетевое взаимодействие.
Выпускаются две версии LAN Server: Entry и Advanced. Advanced в отличие от Entry поддерживает высокопроизводительную файловую систему (англ. High Performance File System – HPFS). Она включает системы отказоустойчивости (англ. Fail Tolerances) и секретности (англ. Local Security).
Серверы и пользователи объединяются в домены. Серверы в домене работают как единая логическая система. Все ресурсы домена доступны пользователю после регистрации в домене. В одной кабельной системе могут работать несколько доменов. При использовании на рабочей станции OS/2 ресурсы этих станций доступны пользователям других рабочих станций, но только одному в данное время. Администратор может управлять работой сети только с рабочей станции, на которой установлена операционная система OS/2. LAN Server поддерживает удаленную загрузку рабочих станций DOS, OS/2 и Windows (англ. Remote Interface Procedure Load – RIPL).
К недостаткам можно отнести:
¨ сложная процедура установки NOS;
¨ ограниченное количество поддерживаемых драйверов сетевых адаптеров.
Основные характеристики и требования к аппаратному обеспечению.
¨ Центральный процессор: 386 и выше.
¨ Минимальный объем жесткого диска: 4.6 Мбайт для клиента (англ. requestor)/7.2 Мбайт для сервера.
¨ Минимальный объем ОП на сервере: 1.3 Мбайт – 16 Мбайт.
¨ Минимальный объем ОП РС клиента: 4.2 Мбайт для OS/2, 640 КБайт для DOS.
¨ Операционная система: OS/2 2.XX. и выше.
¨ Протоколы: NetBIOS, ТСР/IР.
¨ Мультипроцессорность: поддерживается.
¨ Количество пользователей: 1016.
¨ Максимальный размер файла: 2 Гбайт.
¨ Шифрование данных: нет.
¨ Монитор UPS: есть.
¨ TTS: есть.
¨ Управление распределенными ресурсами сети: домены.
¨ Система отказоустойчивости: дублирование дисков, зеркальное отражение дисков, поддержка накопителя на магнитной ленте, резервное копирование таблиц домена.
¨ Компрессирование данных: нет.
¨ Фрагментация блоков (Block suballocation): нет.
¨ Файловая система клиентов: DOS, Windows 3.XX, Мас (доп.), OS/2, UNIX, Windows NT (доп.), Windows 95.
Техническое решение.
Для того чтобы данная работа была полностью завершенной необходимо показать практическое применение вышеизложенного материала. С этой целью разработаем технически завершенную структуру ЛВС. Пусть имеется некая организация, деятельность служащих которой автоматизирована с помощью ЭВМ, но при этом подразделения этой организации расположены в 6-и различных зданиях, находящихся в городской черте, но на большом расстоянии друг от друга. Для повышения эффективности финансово–экономической и административной деятельности организации необходимо произвести объединение всех компьютеров в одну глобальную сеть (глобальную только для данной организации). Следует отметить, что компьютеры некоторых подразделений уже объединены в небольшие локальные сети и при создании глобальной сети необходимо сохранить данные ЛВС, обеспечив доступ к общей сети организации.
В виду рассмотренного материала который дает сравнительные характеристики максимального количества всех возможных вариантов решений основанных на существующих технологиях и мировом опыте, а также на существующих и принятых во всем мире стандартах построения ЛВС, мы можем принять следующую концепцию за основу построения сети как максимально отвечающую поставленным требованиям и технико–экономически законченную.
Шаг 1. У нас есть небольшие сети (отдел, подразделение, цех и т.д.) и отдельно стоящие компьютеры ни с кем не соединенные (начальники отделов и административный корпус). На первом этапе мы объединим все компьютеры в одном здании в одну сеть, по способам и технологиям, рассматриваемым конкретно к каждому случаю. В каждом корпусе (пучке) будет выделенный сервер, имеющий связь с центральными серверами предприятия, но дающий возможность связи простым компьютерам только через себя. Так как ряд компьютеров имеют достаточно слабые технические характеристики, то рационально объединить их в сети под управлением ОС Novell NetWare 4.XX или Windows 3.11 for Workgroups, так как они дают возможность подключения «клиентов» на уровне DOS.
Шаг 2. На втором шаге нам необходимо объединение корпусов в единую сеть. Для этого мы возьмём мощный сервер, а точнее несколько серверов с большой производительностью и соединим их через оптоволоконную связь со всеми 6-ю корпусами по топологии «звезда» как самой защищенной от сбоев и полного выхода сети из работы и имеющую максимальную пропускную способность. Управлять сетью будет Novell NetWare 4.XX как ОС дающая возможность присоединения любых компьютеров и работы со всеми другими ОС. Для увеличения спектра решаемых задач на дополнительные центральные сервера установим Windows NT Server 4.00, а также Microsoft SQL Server 7.00 и выше.
Организация сети.
Объединение локальных сетей отделов и «рабочих групп», информационно связанных по функциональному взаимодействию при решении их производственных задач осуществляется по принципу «клиент–сервер» с последующим предоставлением сводной результирующей технологической и финансово-экономической информации на уровень АРМ руководителей предприятия (и объединения, в дальнейшем) для принятия управленческих решений.
Кабельная структура .
Пассивная часть кабельной структуры ЕИС предприятия содержит в себе:
¨ 6 магистральных сегментов оптоволоконных кабелей связи FXOHBMUK–4GKW–57563–02;
¨ соединительные кабели F/O Patch Cable;
¨ коммутирующие панели F/O Patch Panel;
¨ экранированные радиочастотные кабели RG–58;
¨ кабели «витая пара» 10Base–T Level 5;
¨ коммутирующие панели TP Patch Panel;
¨ соединители T–connector;
¨ концевые радиочастотные терминаторы.
Применение оптоволоконных линий связи оправдано значительным удалением производственных объектов и зданий друг от друга и высоким уровнем индустриальных помех. Кабели RG–58 используются при подключении к сети автоматизированных промышленных установок, также требующих защиты обрабатываемой на этих АРМах и передаваемой на другие АРМы технологической и другой информации от различного вида индустриальных помех. «Витая пара» 10Base–T Level 5 используется для подключения рабочих станций пользователей сети в местах, не требующих повышенных требований к защите среды передачи информации от помех.
Активная часть кабельной структуры ЕИС представлена следующей аппаратурой:
¨ репитеры CMMR–1440 Multi-Media Repeater;
¨ коммутирующие концентраторы 10Base–T UTPC–1220 Concentrator и 10Base–T UTPC–6100 Concentrator.
Аппаратно - программная организация
ЕИС содержит 3 главных сервера баз данных (файл–сервера), 2 из которых представлены компьютерами IBM PC AT Pentium/150MHz/32M/4G, 3-й – Pentium II/200MHz/MMX/96M/8G, функционирующих под управлением сетевых ОС Novell NetWare 4.1 и Windows NT Server 4.00 соответственно. Серверы, кроме своего прямого назначения обработки и хранения информации, решают задачу маршрутизации и транспортировки информации, с одной стороны снижая нагрузку на основные информационные магистрали и с другой – обеспечивают прозрачный доступ к информации других серверов.
Серверы будут обслуживать около 60–ти рабочих станций, обрабатывающих различного вида технологическую информацию, а также свыше 40–ка рабочих станций в административно–управленческих и финансово–экономических подразделениях предприятия.
В качестве сетевых аппаратных средств серверов и рабочих станций используются следующие сетевые адаптерные карты:
§ NE–2000;
§ NE–3200;
§ SMC8634;
§ SMC8834;
Сетевые протоколы – IEEE 802.2, IEEE 802.3 CSMA/CD.
Транспортные протоколы – IPX/SPX – для NetWare–серверов, TCP/IP и NetBEUI – для Windows NT–сервера.
Для программно–аппаратного объединения сетевых сред NetWare и Windows NT Server необходимо использовать программный мост на базе совмещенного транспортного протокола IPX/SPX, в дальнейшем возможен полный переход на сетевую интегрированную ОС Windows NT Server.
Наряду с сетевой ОС NetWare 4.XX для групп клиентов, функционально взаимосвязанных между собой при решении производственных задач, используется сетевая среда Artisoft LANtastic 6.0 и выше, Windows 3.11 for Workgroups и Windows 95 предоставляющие прозрачный доступ пользователям этих одноранговых сетей к информации друг друга. В то же время пользователи среды LANtastic 6.0 и выше ,Windows 3.11 for Workgroups и Windows 95 являются клиентами NetWare–серверов и Windows NT–сервера, имея доступ к их ресурсам и информации на жестких дисках в соответствии со своими правами и привилегиями.
Таким образом, мы получили реально работающую корпоративную сеть, имеющую множество оригинально работающих узлов и принципов решений, данная задачи на сегодня является одной из самых интересных и передовых в мире в области информационных технологий. Эта сеть даст в дальнейшем возможность переходить на новые более мощные программные и аппаратные средства связи и коммуникаций, которые будут разработаны в мире, так как вся сеть реализована на основе OSI и полностью соответствует мировым стандартам.
Заключение.
В данной работе были рассмотрены основные составные части ЛВС, но этот реферат не может претендовать на полную завершенность. В частности не были рассмотрены такие важные и интересные вопросы, как удаленный доступ к сети (англ. RAS), гейтирование (подключение) ЛВС к глобальным сетям типа Internet, технология защиты сетей от несанкционированного проникновения и т.д. Но даже вышеизложенный материал составляет большой интерес. На сегодняшний день разработка и внедрение ИВС является одной из самых интересных и важных задач в области информационных технологий. Все больше возрастает необходимость в оперативной информации, постоянно растет траффик сетей всех уровней. В связи с этим появляются новые технологии передачи информации в ИВС. Среди последних открытий следует отметить возможность передачи данных с помощью обычных линий электропередач, при чем данный метод позволяет увеличить не только скорость, но и надежность передачи. Сетевые технологии очень быстро развиваются, в связи с чем они начинают выделяться в отдельную информационную отрасль. Ученные прогнозируют, что ближайшим достижением этой отрасли будет полное вытеснение других средств передачи информации (телевидение, радио, печать, телефон и т.д.). На смену этим «устаревшим» технологиям придет компьютер, он будет подключен к некоему глобальному потоку информации, возможно даже это будет Internet, и из этого потока можно будет получить любую информацию в любом представлении. Хотя нельзя утверждать, что все будет именно так, поскольку сетевые технологии, как и сама информатика – самые молодые науки, а все молодое – очень непредсказуемо.
Литература.
1. Валда Хиллей. Секреты Windows NT Server 4.0 . – К.: Диалектика, 1997.
2. Гусева А.И. Работа в локальных сетях NetWare 3.12 – 4.1 . / Учебник. – М.: Диалог – МИФИ, 1996.
3. Джон Д. Рули, Дэвид Мэсвин, Томас Хендерсон, Мартин Хеллер. Сети Windows NT 4.0. – BHV–Киев, 1997.
4. Зубанов Ф. Windows NT Server: администрирование и надежность. – М.: Русская Редакция, 1996.
5. Компьютерные сети. Учебный курс/Пер. с англ. – М.: Издательский отдел «Русская Редакция» ТОО «Channel Trading Ltd.», 1997.
6. Михаил Гук. Сети NetWare 3.12 – 4.1 книга ответов. – СПб: Питер, 1996.
7. Нанс Б. Компьютерные сети. – М.: БИНОМ, 1996.
8. Рули Джон Д. Сети Windows NT 4.00: рабочая станция и сервер. – BHV–Киев, 1997.
9. Форрест Хоулетт . 7 ключей к изучению Windows NT . – «Пергамент» Санкт–Петербург, 1995.
10. Хант К. Серия «Для специалиста» : Персональные компьютеры в сетях TCP/IP . – BHV–Киев, 1997.
11. Хелен Кастер. Основы Windows NT и NTFS ./Пер. с англ. – М.: Издательский отдел «Русская Редакция» ТОО «Channel Trading Ltd.», 1996.
12. Чаппелл Л.А., Хейкс Д.Е. Руководство Novell . Анализатор локальных сетей NetWare . – М.: ЛОРИ, 1995.
[1] W–W – от рабочей станции к рабочей станции, A–A – от активного концентратора к активному концентратору, P–W – от пассивного концентратора к рабочей станции, P–A – от пассивного концентратора к активному концентратору.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ---------------------------------------------------------------------------------- 1
Введение--------------------------------------------------------------------------------------- 2
Постановка задачи------------------------------------------------------------------- 3
Анализ методов решения задачи----------------------------------------- 3
Базовая модель OSI-------------------------------------------------------------------- 5
Сетевые устройства и средства коммуникаций----------- 9
Топологии вычислительных сетей----------------------------------- 11
Типы построения сетей по методам передачи информации 19
Сетевые операционные системы для локальных сетей 21
Техническое решение------------------------------------------------------------ 28
Организация сети-------------------------------------------------------------------- 29
Заключение------------------------------------------------------------------------------- 31
Литература-------------------------------------------------------------------------------- 33
Введение.
На сегодняшний день в мире существует более 130 миллионов компьютеров и более 80 % из них объединены в различные информационно-вычислительные сети от малых локальных сетей в офисах до глобальных сетей типа Internet, FidoNet, FREEnet и т.д. Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений (факсов, E–Mail писем, электронных конференций и т.д.) не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, а так же обмен информацией между компьютерами разных фирм производителей работающих под разным программным обеспечением.
Такие огромные потенциальные возможности, которые несет в себе вычислительная сеть и тот новый потенциальный подъем, который при этом испытывает информационный комплекс, а так же значительное ускорение производственного процесса не дают нам право игнорировать и не применять их на практике.
Зачастую возникает необходимость в разработке принципиального решения вопроса по организации ИВС (информационно–вычислительной сети) на базе уже существующего компьютерного парка и программного комплекса, отвечающей современным научно–техническим требованиям с учетом возрастающих потребностей и возможностью дальнейшего постепенного развития сети в связи с появлением новых технических и программных решений.
Постановка задачи.
На текущем этапе развития объединения компьютеров сложилась ситуация когда:
1. В определенном замкнутом пространстве имеется большое количество компьютеров работающих отдельно от всех остальных компьютеров и не имеющих возможность гибко обмениваться с другими компьютерами информацией.
2. Невозможно создание общедоступной базы данных, накопление информации при существующих объемах и различных методах обработки и хранения информации.
3. Существующие ЛВС объединяют в себе небольшое количество компьютеров и работают только над конкретными и узкими задачами.
4. Накопленное программное и информационное обеспечение не используется в полном объеме и не имеет общего стандарта хранения данных.
5. При имеющейся возможности подключения к глобальным вычислительным сетям типа Internet необходимо осуществить подключение к информационному каналу не одной группы пользователей, а всех пользователей с помощью объединения в глобальные группы.
Анализ методов решения задачи.
Для решения данной проблемы предложено создать единую информационную сеть (ЕИС) предприятия. ЕИС предприятия должна выполнять следующие функции:
1. Создание единого информационного пространства, способного охватить всех пользователей и предоставить им информацию созданную в разное время и в разном программном обеспечении для ее обработки, а также осуществлять распараллеливание и жесткий контроль данного процесса.
2. Повышение достоверности информации и надежности ее хранения путем создания устойчивой к сбоям и потери информации вычислительной системы, а так же создание архивов данных которые можно использовать в дальнейшем, но на текущий момент необходимости в них нет.
3. Обеспечения эффективной системы накопления, хранения и поиска технологической, технико–экономической и финансово–экономической информации по текущей работе и проделанной некоторое время назад (архивная информация) с помощью создания глобальной базы данных.
4. Обработка документов и построения на базе этого действующей системы анализа, прогнозирования и оценки обстановки с целью принятия оптимального решения и выработки глобальных отчетов.
5. Обеспечивать прозрачный доступ к информации авторизованному пользователю в соответствии с его правами и привилегиями.
В данной работе на практике рассмотрено решение 1–го пункта поставленной задачи – создание единого информационного пространства, путем рассмотрения и выбора лучшего из существующих способов или их комбинации.
Рассмотрим нашу ИВС. Упрощая задачу можно сказать, что это локальная вычислительная сеть (ЛВС).
Что такое ЛВС ? Под ЛВС понимают совместное подключение нескольких отдельных компьютерных рабочих мест (рабочих станций) к единому каналу передачи данных. Самая простая сеть (англ. network) состоит как минимум из двух компьютеров, соединенных друг с другом кабелем. Это позволяет им использовать данные совместно. Все сети (независимо от сложности) основываются именно на этом простом принципе. Рождение компьютерных сетей было вызвано практическими потребностью – иметь возможность для совместного использования данных.
Понятие локальная вычислительная сеть – ЛВС (англ. LAN – Local Area Network) относится к географически ограниченным (территориально или производственно) аппаратно-программным реализациям, в которых несколько компьютерных систем связанны друг с другом с помощью соответствующих средств коммуникаций. Благодаря такому соединению пользователь может взаимодействовать с другими рабочими станциями, подключенными к этой ЛВС.
Существует два основных типа сетей: одноранговые и сети на основе сервера. В одноранговой сети все компьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного (англ. dedicated) сервера. Как правило, каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер; иначе говоря, нет отдельного компьютера, ответственного за администрирование всей сети. Все пользователи самостоятельно решают, какие данные на своем компьютере сделать общедоступным по сети. На сегодняшний день одноранговые сети бесперспективны, поэтому в данной работе они не рассматриваются. Если к сети подключено более 10 пользователей, то одноранговая сеть, где компьютеры выступают в роли и клиентов, и серверов, может оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей использует выделенные серверы. Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции). Они специально оптимизированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. Сети на основе сервера стали промышленным стандартом, и именно они будут рассмотрены в этой работе. Существуют и комбинированные типы сетей, совмещающие лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе сервера.
В производственной практики ЛВС играют очень большую роль. Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах, которые используют совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему. Рассмотрим преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров в виде внутрипроизводственной вычислительной сети.
● Разделение ресурсов.
Разделение ресурсов позволяет экономно использовать ресурсы, например, управлять периферийными устройствами, такими как печатающие устройства, внешние устройства хранения информации, модемы и т.д. со всех подключенных рабочих станций.
● Разделение данных .
Разделение данных предоставляет возможность доступа и управления базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информации.
● Разделение программных средств.
Разделение программных средств предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств.
● Разделение ресурсов процессора .
При разделении ресурсов процессора возможно использование вычислительных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть. Предоставляемая возможность заключается в том, что на имеющиеся ресурсы не «набрасываются» моментально, а только лишь через специальный процессор, доступный каждой рабочей станции.
● Многопользовательский режим.
Многопользовательские свойства системы содействуют одновременному использованию централизованных прикладных программных средств, обычно заранее установленных на сервере приложения (англ. Application Server).
Все ЛВС работают в одном стандарте принятом для компьютерных сетей – в стандарте Open Systems Interconnection (OSI).
Базовая модель OSI (Open System
Interconnection).
Для того чтобы взаимодействовать, люди используют общий язык. Если они не могут разговаривать друг с другом непосредственно, они применяют соответствующие вспомогательные средства для передачи сообщений. Похожие механизмы используются для передачи сообщений от отправителя к получателю.
Для того чтобы привести в движение процесс передачи информации через линии связи, необходимы машины с одинаковым кодированием данных и непосредственное соединение между ними. Для единого представления данных в линиях связи, по которым передается информация, сформирована Международная организация по стандартизации (англ. ISO – International Standards Organization).
ISO предназначена для разработки модели международного коммуникационного протокола, в рамках которой можно разрабатывать международные стандарты. Для наглядного пояснения разделим ее на семь уровней.
Международная организация по стандартизации (англ. ISO) разработала базовую модель взаимодействия открытых систем OSI (англ. Open Systems Interconnection) в 1984 году. Эта модель является международным стандартом для передачи данных.
Модель содержит семь отдельных уровней:
Уровень № 1: физический – битовые протоколы передачи информации;
Уровень № 2: канальный – формирование кадров, управление доступом к среде;
Уровень № 3: сетевой – маршрутизация, управление потоками данных;
Уровень № 4: транспортный – обеспечение взаимодействия удаленных процессов;
Уровень № 5: сеансовый – поддержка диалога между удаленными процессами;
Уровень № 6: представления данных – интерпретация передаваемых данных;
Уровень № 7: прикладной – пользовательское управление данными.
Основная идея этой модели заключается в том, что каждому уровню отводится конкретная роль, в том числе и транспортной среде. Благодаря этому общая задача передачи данных разделяется на отдельные легко обозримые задачи. Необходимые соглашения для связи одного уровня с выше– и нижерасположенными называют протоколом.
Так как пользователи нуждаются в эффективном управлении, система вычислительной сети представляется как комплексное строение, которое координирует взаимодействие задач пользователей.
С учетом вышеизложенного можно вывести следующую уровневую модель с административными функциями, выполняющимися на пользовательском прикладном уровне.
Отдельные уровни базовой модели проходят в направлении вниз от источника данных (от уровня 7 к уровню 1) и в направлении вверх от приемника данных (от уровня 1 к уровню 7). Пользовательские данные передаются в нижерасположенный уровень вместе со специфическим для уровня заголовком до тех пор, пока не будет достигнут последний уровень.
На приемной стороне поступающие данные анализируются и, по мере надобности, передаются далее в вышерасположенный уровень, пока информация не будет передана в пользовательский прикладной уровень.
Уровень № 1. Физический (англ. physical) .
Определяет механический и электрический интерфейс с физическим носителем (т.е. коаксиальным кабелем или витой парой). Под этот уровень подходят физические устройства, управляющие передающим данные электрическим напряжением.
Уровень № 2. Канальный (англ. data link) .
Организует биты в «кадры», физический уровень передает их в виде электрических импульсов. На этом уровне происходит отслеживание и исправление ошибок. Довольно часто уровень передачи данных (т.е. канальный уровень) подразделяется еще на два слоя, которые позволяют сгладить различие между физическими сетями, используемыми для соединений в локальных и глобальных сетях. Деление происходит на два подуровня: MAC (англ. Media Access Control – Управление передающей средой) и LLC (англ. Logical Link Control – Управление логической связью). Подуровень MAC предоставляет сетевым картам совместные доступ к физическому уровню. Уровень MAC напрямую связан с сетевой картой и отвечает за безошибочную передачу данных между двумя сетевыми картами. Подуровень LLC управляет передачей данных и определяет точки логического интерфейса (англ. Service Access Points – точки доступа к службам), которые другие компьютеры могут использовать для передачи информации из подуровня LLC в высшие уровни OSI.
Уровень № 3. Сетевой ( англ. network) .
Использует предоставляемые нижележащим уровнем услуги связи для того, чтобы организовать передачу данных по сети. Сетевой уровень устанавливает правила связи компьютеров через многочисленные сегменты сети, включая «упаковку» сообщений в пакеты, снабженные адресами. Этот уровень отвечает за надежность передачи данных, основной его функцией является предоставление возможностей передачи данных для вышележащего транспортного уровня. Стандартными протоколами этого слоя являются CNLS, CONS, IP и IPX.
Уровень № 4. Транспортный (англ. transport) .
Отвечает за надежность обработки данных, вне зависимости от нижележащих уровней. Этот уровень управляет потоком данных в сети и контролем соединения между конечными адресами. К стандартным протоколам этого уровня относятся Transport Class 0, Class 1 и 4, относящиеся к модели OSI, TCP и SPX.
Уровень № 5. Сеансовый (англ. session) .
Выполняет функцию посредника между верхними уровнями, которые ориентированы на работу с приложениями, и нижними уровнями, ориентированными на коммуникации в реальном времени. Сеансовый уровень предоставляет возможности для управления и контроля данных в множестве одновременных соединений, контролируя диалог связанных по сети приложений. Этот уровень обеспечивает возможности запуска, приостановки, инициализации и перезапуска сети.
Уровень № 6. Представления данных (англ. presentation) .
Определяет форму, которую принимают данные при обмене между рабочими станциями. На компьютере–отправителе ПО этого уровня конвертирует данные из формата уровня приложений в промежуточный, распознаваемый остальными уровнями формат. На компьютере–получателе этот уровень совершает обратное преобразование данных. Уровень представления также управляет средствами защиты сети от несанкционированного доступа, предоставляя такие услуги, как кодирование данных. Кроме того, этот уровень устанавливает правила передачи данных и занимается сжатием передаваемой информации для повышения пропускной способности сети.
Уровень № 7. Прикладной (англ. application) .
Предоставляет конечным пользователям возможность пользоваться сетью. На этом уровне производятся высокоуровневые действия, управляемые компонентами локальной операционной системы. В отличие от остальных уровней модели OSI, этот уровень напрямую доступен конечным пользователям. В его функции входят передача данных, обработка сообщений, управление структурой каталогов, удаленное выполнение программ и эмуляция терминал.
Для передачи информации по коммуникационным линиям данные преобразуются в цепочку следующих друг за другом битов (двоичное кодирование с помощью двух состояний: «0» и «1»).
Передаваемые алфавитно–цифровые знаки представляются с помощью битовых комбинаций. Битовые комбинации располагают в определенной кодовой таблице, содержащей 4-, 5-, 6-, 7- или 8-битовые коды.
Количество представленных знаков в ходе передачи данных зависит от количества битов, используемых в коде: код из 4 битов может представить максимум 16 алфавитно–цифровых знаков, 5–битовый код – 32 знака, 6–битовый код – 64 знака, 7–битовый – 128 знаков и 8–битовый код – 256 знаков.
При передаче информации как между одинаковыми, так и между различными вычислительными системами применяют следующие коды.
На международном уровне передача символьной информации осуществляется с помощью 7–битового кодирования, позволяющего закодировать заглавные и строчные буквы английского алфавита, а также некоторые спецсимволы.
Национальные и специальные знаки с помощью 7–битово кода представить нельзя, для их передачи используют специальную шифровку и/или перекодировку информации. Для представления национальных знаков применяют наиболее употребимый 8–битовый код.
Для правильной и, следовательно, полной и безошибочной передачи данных необходимо придерживаться согласованных и установленных правил. Все они оговорены в протоколе передачи данных.
Протокол передачи данных требует следующей информации:
● Синхронизация
Под синхронизацией понимают механизм распознавания начала блока данных и его конца.
● Инициализация
Под инициализацией понимают установление соединения между взаимодействующими партнерами по сеансу связи.
● Блокирование
Под блокированием понимают разбиение передаваемой информации на блоки данных строго определенной максимальной длины (включая опознавательные знаки начала блока и его конца).
● Адресация
Адресация обеспечивает идентификацию различного используемого оборудования данных, которое обменивается друг с другом информацией во время взаимодействия.
● Обнаружение ошибок
Под обнаружением ошибок понимают установку битов четности и, следовательно, вычисление контрольных битов с целью проверки правильности передачи данных.
● Нумерация блоков
Текущая нумерация блоков позволяет установить ошибочно передаваемую или потерявшуюся информацию.
● Управление потоком данных
Управление потоком данных служит для распределения и синхронизации информационных потоков. Так, например, если не хватает места в буфере устройства данных или данные не достаточно быстро обрабатываются в периферийных устройствах (например, принтерах), сообщения и / или запросы накапливаются.
● Методы восстановления
После прерывания процесса передачи данных используют методы восстановления, чтобы вернуться к определенному положению для повторной передачи информации.
● Разрешение доступа
Распределение, контроль и управление ограничениями доступа к данным вменяются в обязанность пункта разрешения доступа (например, «только передача» или «только прием»).
Дата: 2019-05-29, просмотров: 226.
