Сетевая операционная система NET Ware

В любой физической конфигурации поддержка доступа от одного компьютера к другому, наличие и отсутствие выделенного компьютера, выполняется программой – сетевой ОС. Сетевая ОС является надстройкой по отношению к ОС отдельных компьютеров.

Для современных высокоразвитых ОС ПК вполне характерно наличие сетевых возможностей ( например, OS\2, Windows 95-2000 - XP, Windows NT, UNIX).

Для обеспечения функционирования ЛС, использующей файловый сервер, в настоящее время разработан целый ряд сетевых ОС. Одной из них является NET Ware фирмы Novel.

P.C

Диски F..Z

сетевой принтер

Моноканальная шина

Windous 95 OS/2 UNIX

Терминатор

Р.С.

С: D: Е: С: D: Е: С: D: Е:

Рис. 10.1. Локальная сеть ПК Novel Net Ware с моноканальной структурой.

ФС – файловый сервер с сетевой платой Ethernet и ядром Net Ware;

РС – рабочая станция с сетевой платой Ethernet и с оболочкой Net Ware.

С: D: E: – локальные диски.

Основные функции сетевой ОС, реализуемые Net Ware:

1. Разделение дисков файлового сервера, обеспечивающее надежное хранение и доступ к файлам;

2. Управление коммуникацией при различных топологиях подсетей и коммуникационных протоколах. Так, рабочие станции UNIX, как правило, используют протокол TCP/IP, а ПК сети Net Ware – IPX/SPX, и сетевая ОС обеспечивает поддержку этих протоколов.

3. Обеспечение работы на сервере программ, расширяющих и дополняющих функции самой сетевой ОС. Эти программы называются загружаемыми модулями Net Ware (N2H, Net Ware, loadable Modules).

Структура сетевой ОС Net Ware

Сетевая ОС Net Ware координирует функционирование Р.С. и регулирует процесс совместного использования сетевых ресурсов. Эти средства обеспечивают защиту и их целостность, контролируя право доступа к ним. Novel Net Were, как и другие операционные системы, ориентирована на работу с различными сетевыми платами. Возможных видов плат очень много. Поддерживаются многие платы Ethernet, Token – Ring, ARCnet.

Схема размещения и взаимодействия компонентов программного обеспечения сетевой ОС Net Ware Novel представлена на рис. 8.2.

Net Ware 386 является сетевой ОС с централизованным управлением, т.е. в сети один или несколько компьютеров должны быть выделены в качестве файл-сервера. На файловых серверах работает ОС Net Ware. На Р.С. (число которых может достигать нескольких сотен) должна быть загружена, т.н. клиентская часть Net Ware – специальная компонента системы (оболочка Net Ware ). Оболочка Net Ware состоит из модулей VLH.COM, LSL.COM и IPXODL.COM. При запросе некоторой сетевой услуги VLH.COM передает запрос другим модулям, которые отправляют его через драйвер сетевой карты на файловый сервер.

Файловый сервер Рабочая станция

Канал связи

Рис. 10.2. Схема размещения и взаимодействия компонентов программного обеспечения сетевой ОС Net Ware Novel

Утилиты Net Ware

Утилиты разделяются на диалоговые и утилиты командной строки. Имеются варианты диалоговой утилиты выполняющейся под DOS и Windows. Развитый интерфейс DOS – утилит представляет собой выбор из меню. Графический интерфейс Windows – утилит существенно упрощает и ускоряет работу пользователя в сети. Утилиты командной строки позволяют задавать все параметры непосредственно при запуске утилиты в командной строке. Все утилиты обычно располагаются в сетевом каталоге SYSPUBLIC на винчестере файл-сервера.

Лекция 10.2. Топология локальных сетей

ЛВС в зависимости от назначения и технических решений могут иметь различные конфигурации (топологии), представленные на рис. 10.2.1-10.2.3 :

Кольцевая топология ЛВС

Рис. 10.2.1. Кольцевая топология

Кольцевая ЛС – информация передается по замкнутому кольцу. Каждый компьютер непосредственно связан с двумя соседними, хотя в принципе может связываться с любым абонентом сети. Каждый компьютер выступает в роли репитера (повторителя), усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. Поэтому выход из строя хотя бы одного компьютера приводит к падению сети.

Способ передачи данных по кольцу называется передачей маркера. Маркер (token) – это специальная последовательность бит, передающаяся по сети. В каждой сети существует только один маркер. Маркер передает по кольцу последовательно от одного компьютера к другому до тех пор, пока его не захватит тот компьютер, который хочет передать данные. Передающий компьютер добавляет к маркеру данные и адрес получателя, и отправляет его дальше по кольцу. Данные проходят через каждый компьютер, пока не окажутся у того, чей адрес совпадает с адресом получателя. Затем принимающий компьютер посылает передающему сообщение, в котором подтверждает факт приема. Получив подтверждение, передающий компьютер восстанавливает маркер и возвращает его в сеть. Скорость движения маркера сопоставима со скоростью света. Так, в кольце диаметром 200 м маркер может циркулировать с частотой 477 376 об/с.

Радиальная топология ЛВС

С

К

К

К

К

К

К

К

Рис. 10.2.2. Радиальная (звездообразная) топология

При топологии звезда (рис. 10.2.2) все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному устройству, называемому концентратором (hub). Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным. В сетях с топологией звезда, концентратор служит центральным узлом. Концентраторы делятся на активные (многопортовые повторители) и пассивные. Активные регенерируют и передают сигналы так же, как репитеры. Обычно они имеют от 8 до 12 портов для подключения компьютеров. Активные концентраторы следует подключать к электрической сети. К пассивным концентраторам относятся монтажные или коммутирующие панели. Они просто пропускают через себя сигнал, не усиливая и не восстанавливая его. Их не надо подключать к электрической сети.

Недостатки этой топологии: дополнительный расход кабеля, установка концентратора. Главное преимущество перед шинной топологией – более высокая надежность. Выход из строя одного или нескольких компьютеров на работу сети не влияет. Только неисправность концентратора приводит к падению сети.

Шинная топология

Компьютеры подключены к общему каналу (шине), через который могут обмениваться сообщениями (рис. 8.2.2).

	С
		К		К		К		К

Т

Т

Шина

Рис. 10.2.3. Топология шина:

С – сервер; К – компьютер; Т – терминатор.

Производительность такой сети зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем больше компьютеров, ожидающих передачи данных, тем медленнее сеть. На быстродействие также влияют:

-тип аппаратного обеспечения сетевых компьютеров;

-частота, с которой компьютеры передают данные;

-тип работающих сетевых приложений;

-тип сетевого кабеля;

-расстояние между компьютерами в сети.

Выход одного или нескольких компьютеров из строя никак не сказывается на работе сети.

Электрические сигналы распространяются по всему кабелю – от одного конца к другому. Сигналы, достигшие концов кабеля, отражаются от них. Возникает наложение сигналов, находящихся в разных фазах, и, как следствие, их искажение и ослабление. Поэтому, для гашения сигналов на концах кабеля устанавливают терминаторы. При разрыве кабеля или отсутствии терминаторов функционирование сети прекращаются. Сеть падает.

Ячеистая топология

Сеть с ячеистой топологией обладает высокой избыточностью и надежностью, так как каждый компьютер в такой сети соединен с каждым другим отдельным кабелем (рис. 8.2.4). Сигнал от компьютера-отправителя до компьютера-получателя может проходить по разным маршрутам, поэтому разрыв кабеля не сказывается на работоспособности сети. Основной недостаток – большие затраты на прокладку кабеля, что компенсируется высокой надежностью и простотой обслуживания. Ячеистая топология применяется в комбинации с другими топологиями при построении больших сетей.

К

К

К

Рис. 10.2.4. Ячеистая топология.

Существуют комбинированные топологии. Чаще всего используются две комбинированные топологии: звезда-шина и звезда-кольцо.

Звезда-шина – несколько сетей с топологией звезда объединяются при помощи магистральной линейной шины (к концентратору подключены компьютеры, а сами концентраторы соединены шиной). Выход из строя одного компьютера не сказывается на работе всей сети, а сбой в работе концентратора влечет за собой отсоединение от сети только подключенных к нему компьютеров и концентраторов.

Звезда-кольцо – отличие состоит только в том, что концентраторы в звезде-кольце подсоединены к главному концентратору, внутри которого физически реализовано кольцо.

Сетевые кабели

НА сегодня подавляющая часть компьютерных сетей использует для соединения кабели. Это среда передачи сигналов между компьютерами.

В большинстве сетей применяются три основные группы кабелей.

Коаксиальный кабель – до недавнего времени был самым распространенным. Недорогой, легкий, гибкий, удобный, безопасный и простой в установке. Существует два типа коаксиальных кабелей: тонкий и толстый.

Тонкий – гибкий, диаметр 0,64 см (0,25”). Прост в применении и подходит практически для любого типа сети. Подключается непосредственно к плате сетевого адаптера. Переедает сигнал на 185 м практически без затухания.

Толстый – жесткий, диаметр 1,27 см (0,5”).Его иногда называют стандартный Ethernet. Жила толще, затухание меньше. Передает сигнал без затухания на 500 м. Используют в качестве магистрали, соединяющей несколько небольших сетей.

Витая пара - это два перевитых изолированных медных провода. Несколько витых пар проводов часто помещают в одну защитную оболочку. Переплетение проводов позволяет избавляться от электрических помех, наводимых соседними проводами и другими внешними источниками.

Неэкранированная витая пара (UTP) широко используется ЛВС, максимальная длина 100 м. UTP определена особым стандартом, в котором указаны нормативные характеристики кабелей для различных применений, что гарантирует единообразие продукции.

Экранированная витая пара (STP) помещена в медную оплетку. Кроме того, пары проводов обмотаны фольгой. Поэтому STP меньше подвержены влиянию электрических помех и может передавать сигналы с более высокой скоростью и на большие расстояния.

Преимущества – дешевизна, простата при подключении. Недостатки – нельзя использовать при передаче данных на большие расстояния с высокой скоростью.

Оптоволоконным кабель. В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов. Это надежный способ передачи, так как электрические сигналы при этом не передаются. Следовательно, оптоволоконный кабель нельзя вскрыть и перехватить данные.

Оптоволоконные линии предназначены для перемещения больших объемов данных на очень высоких скоростях, так как сигнал в них практически не затухает и не искажается. Оптоволокно передает сигналы только в одном направлении, поэтому кабель состоит из двух волокон с отдельными коннекторами: одно – для передачи, другое – для приема.

Скорость передачи данных от 100 Мбит/с, теоретически – до 200 Гбит/с. Расстояние – многие километры. Существенным недостатком этой технологии является дороговизна и сложность в установке и подключении.

Типичная оптическая сеть состоит из лазерного передатчика света, мультиплексера/ демультиплексера для объединения оптических сигналов с разными длинами волн, усилителей оптических сигналов, демульплексеров и приемников, преобразующих оптический сигнал обратно в электрический.

Для передачи по кабелю кодированных сигналов использую две технологии - немодулированную и модулированную передачу.

Немодулиронные системы передают данные в виде цифровых сигналов, которые представляют собой дискретные электрические или световые импульсы.

Модулированные системы передают данные в виде аналогового сигнала (электрического или светового).

Беспроводная среда

Беспроводная среда не означает полное отсутствие проводов в сети. Обычно беспроводные компоненты взаимодействуют с сетью, в которой в качестве среды передачи используется кабель. Такие сети называются гибридными.

Существуют следующие типы беспроводных сетей: ЛВС, расширенные ЛВС и мобильные сети (переносные компьютеры). Основные различия между ними – параметры передачи. ЛВС и расширенные ЛВС используют передатчики и приемники той организации, в которой функционирует сеть. Для переносных компьютеров средой передачи служат общедоступные сети (например, телефонная или Internet).

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое компьютерная сеть?

2. Для чего создаются локальные сети ЭВМ?

3. Что такое сервер? Рабочая станция?

4. Какие сетевые технологии называются клиент - серверными?

5. Какие виды линий (накалов) используются для связи компьютеров в ЛВС?

6. Какие бывают конфигурации (топологии) ЛВС?

7. Какая сетевая ОС используется в ЛВС?