3. Передача данных по гвс. Технология атм.
Если технологии, с которыми Вы познакомились на предыдущих занятиях, не обеспечивают необходимой скорости или полосы пропускания, администратор сети должен рассмотреть самые передовые технологии, которые, по мере их развития, становятся более популярными. К таким технологиям относятся:
- Х.25;
- Frame relay;
- ATM;
- ISDN;
- FDDI;
- SONET;
- SMDS.
Асинхронный режим передачи (ATM) - это усовершенствованная технология» коммутации пакетов, которая обеспечивает высокоскоростную передачу пакетов фиксированной длины через широкополосные и узкополосные локальные или глобальные сети. ATM способна передавать: речь; данные; факсимильные сообщения; видео реального времени; аудиосигналы качества CD; мультимегабитные потоки данных.
В 1988 году комитет CCITT определил ATM как часть широкополосной цифровой сети комплексных услуг (BISDN). Благодаря хорошей производительности и гибкости технология ATM в ближайшие годы окажет непосредственное влияние на развитие сетевой связи. Она одинаково пригодна как для локальных, так и для глобальных сетей и может передавать данные с очень высокой скоростью (от 66 Мбит/с до 622 Мб и даже выше).
Преимущества системы ATM, выражающиеся в способности передавать трафик любого типа с гарантированным качеством, перевешивают некоторые недостатки. Эти преимущества были главными для МККТТ, чтобы определить ATM как режим передачи будущих широкополосных сетей. Внедрение технологии ATM позволит добиться следующих преимуществ.
• Гибкость. Развитие систем кодирования и сжатия данных приводит к уменьшению требований по скорости передачи. В будущем, возможно, возникнут новые службы с новыми требованиями. Все эти изменения не потребуют модификации сети ATM и не приведут к ухудшению использования каналов.
• Эффективное распределение ресурсов. Все доступные ресурсы сети могут использоваться всеми службами с оптимальным статистическим разделением. Не предусматривается никаких специализаций ресурсов по видам служб. Здесь имеется в виду более эффективное распределение по сравнению с наиболее распространенными сегодня системами коммутации каналов. Конечно, система Х.25 или TCP/IP распределяют ресурсы более эффективно, но в ущерб качеству.
• Единая универсальная сеть. Поскольку требуется разработать и поддерживать только одну сеть, то полная стоимость системы может быть меньше, чем суммарная стоимость всех существующих сетей.
Технология
ATM - это широкополосный метод ретрансляции ячеек, при котором данные передаются ячейками фиксированной длины (по 53 байта). Ячейки содержат 48 байтов-собственно передаваемые данные и 5 дополнительных байтов - заголовок ATM. Например, передавая 1000-байтный пакет, ATM разобьет его на 21 кадр и помести каждый кадр в ячейку. Результат - передача стандартных, единообразных пакетов.
Сетевое оборудование может коммутировать, маршрутизировать и перемещать пакеты фиксированного размера быстрее, чем пакеты произвольного размера. А ячейки стандартного размера позволяют более эффективно использовать буферы и сокращают время на свою обработку. Одинаковый размер ячеек, кроме того, упрощает планирование необходимой полосы пропускания.
Теоретически пропускная способность ATM может достичь 1,2 Гбита в секунду. В настоящее время, однако, скорость ATM ограничивается скоростью оптоволоконного кабеля, которая не превышает 622 Мбит/с. Большинство серийных плат ATM будет передавать данные со скоростью около 155 Мбит/с.
Например, ATM со скоростью 622 Мбит/с передает полное собрание Британской энциклопедии (The Encyclopedia Britannica), включая иллюстрации, меньше чем за одну секунду. Если передавать эти же данные, используя модем на 2400 бод, операция -займет больше двух дней.
Примерно с одинаковой скоростью ATM может работать как в ЛВС, так и в глобальных сетях. Для реализации-ATM на больших пространствах обычно прибегают к услугам коммуникационных компаний, в частности AT&T и US Sprint". При этом создается однородная среда, которая сводит «на нет» концепцию медленных ГВС и различие технологий в локальных и глобальных сетях.
Компоненты
В настоящее время компоненты ATM производятся узким кругом поставщиков. Вся аппаратура в сети ATM должна быть ATM-совместимой. Поэтому реализация ATM в существующих условиях требует массовой замены оборудования. Это одна из причин сравнительно медленного распространения ATM. Однако, по мере развития рынка ATM, многие производители будут предлагать:
- маршрутизаторы и коммутаторы для построения глобальной среды передачи данных;
- магистральные устройства для объединения всех ЛВС крупных предприятий;
- коммутаторы и адаптеры для подключения настольных компьютеров, где выполняются мультимедиа-приложения, к высокоскоростным сетям ATM.
Технология ATM обеспечивает информационное взаимодействие на двух уровнях, которые соответствуют канальному и физическому уровням модели OSI. ATM - коммутаторы представляют собой быстродействующие специализированные вычислительные устройства, которые аппаратно реализуют функцию коммутаций ячеек ATM между несколькими своими портами. Устройства CPE (Customer Premises Equipment) обеспечивают адаптацию информационных потоков пользователя для передачи с использованием технологии ATM. Для передачи данных в сети ATM организуется виртуальное соединение - virtual circuit (VC).
Идентификаторы виртуального соединения ATM
В пределах интерфейса NNI виртуальное соединение определяется, уникальным сочетанием идентификатора виртуального пути (virtual path identifier) и идентификатора виртуального канала (virtual circuit identifier).
Виртуальный канал представляет собой фрагмент логического соединения, по которому производится передача данных одного пользовательского процесса.
Виртуальный путь представляет собой групп виртуальных каналов, которые в пределах данного интерфейса имеют одинаковое направление передачи данных.
Среда передачи
Технология ATM не ограничена конкретным типом среды передачи. Она может использовать существующие среды передачи, разработанные для других коммуникационных систем, в том числе:
- коаксиальный кабель;
- витую пару;
- оптоволоконный кабель.
Однако эти традиционные среды передачи в своей настоящей форме не поддерживают всех возможностей ATM. Организация, которая называется ATM Forum, рекомендует следующие физические интерфейсы для ATM:
- FDDI(100M6ит/c);
- Fiber Channel (155 Мбит/с);
- OC3 SONET (155 Мбит/с);
- ТЗ (45 Мбит/с).
К другим интерфейсам относятся frame relay и Х.25.
Коммутаторы ATM - это многопортовые устройства, которые могут функционировать как любой из следующих компонентов:
- концентратор для передачи данных между компьютерами внутри сети;
- маршрутизатор, предназначенный для высокоскоростной передачи данных в удаленные сети.
В некоторых сетевых архитектурах (таких, как Ethernet и Token Ring) одномоментно может вести передачу только один компьютер. ATM использует коммутаторы в качестве мультиплексоров, позволяя нескольким компьютерам одновременно передавать данные. На рисунке 7.27 три маршрутизатора одновременно передают данные в коммутатор ATM и через него - в сеть ATM.
Некоторые соображения
ATM - это относительно новая технология, требующая специального оборудования и исключительно широкой полосы пропускания. Современная технология глобальных сетей не обеспечивает полосы пропускания, необходимой для поддержки ATM в реальном времени. Приложения, работающие с речью или видео, быстро перегрузили бы самые современные среды передачи и привели бы в отчаяние пользователей, пытающихся наладить нормальную деятельность. Кроме того, реализация и поддержка ATM требуют определенного уровня знаний и опыта, которых пока еще не хватает у большинства пользователей.
Билет 15. 1. Сети с компонентами от разных производителей
Типичная сетевая среда
Сегодня большинство сетей состоит из компонентов от разных производителей. Хотя при реализации таких сетей иногда возникают сложные проблемы, четкое планирование помогает их преодолеть, и сети работают вполне корректно.
Проблемы чаще всего возникают, если в сети выполняются сетевые операционные системы нескольких типов, а также если операционные системы клиентов и редиректоры получены от разных производителей. Иными словами, характер сети меняется, когда программным компонентам от разных производителей приходится работать в одной “упряжке”.
Операционная система сервера, операционная система клиента и редиректор должны быть совместимы. Например, если в Вашей сети один клиент работает под управлением Microsoft Windows 95, другой является клиентом для Novell NetWare, третий — Apple Macintosh, а на сервере работает Microsoft Windows NT Server, то и сервер, и клиенты должны найти общий язык, чтобы каждый компонент мог понимать других.
Реализация систем с компонентами от разных производителей
Проблема взаимодействия сетевых компонентов от разных поставщиков может решаться как со стороны сервера, так и со стороны клиента. Выбор решения зависит от производителя Ваших продуктов.
Решение со стороны клиента
В большинстве ситуаций, затрагивающих несколько сетевых операционных систем, ключ к достижению взаимодействия — редиректор. Точно так же, как Ваш телефон для связи с различными абонентами может воспользоваться услугами не одной телефонной компании, компьютеры для связи с различными сетевыми серверами могут иметь несколько редиректоров.
Каждый редиректор обрабатывает только те пакеты, которые передаются на понятном ему языке и по понятному ему протоколу. Если Вы знаете, к каким ресурсам Вам необходим доступ, установите соответствующий редиректор — он передаст Ваши запросы по указанному местоназначению.
Допустим, клиенту под управлением Windows NT необходим доступ к серверу Novell. Администратор сети может добиться этого, загрузив на клиенте поверх Windows NT редиректор Microsoft — для доступа к серверам Novell.
Рис. 5.24. Windows NT Workstation может использовать несколько редиректоров
Решение со стороны сервера
Второй способ реализовать связь между клиентом и сервером — установка службы на сервере. Такой метод применяется для включения компьютеров Apple Macintosh в среду Windows NT. Microsoft поставляет службу Services for Macintosh, которая позволяет серверу под управлением Windows NT Server взаимодействовать с клиентом Apple.
Если установлена служба Services for Macintosh, пользователи Macintosh получают доступ к ресурсам сервера Windows NT. Эта служба, кроме того, преобразовывает файлы между компьютерами, работающими под управлением Macintosh и Windows NT. Таким образом, пользователи Macintosh и пользователи Windows NT могут сохранить свои собственные интерфейсы для работы с одними и теми же файлами.
Пользователь Macintosh продолжает следовать стандартным процедурам Macintosh и видеть значки Macintosh (такие, как Chooser и Finder), даже если он обращается к ресурсам сервера Windows NT.
Выбор производителя
Основными поставщиками сетевых продуктов являются три фирмы: Microsoft; Novell; Apple.
Эти три производителя уже давно осознали: совместимость их продуктов дает значительные преимущества. Поэтому каждый производитель предлагает утилиты, которые:
позволяют его операционным системам связываться с серверами остальных двух производителей;
помогают его серверам распознавать клиентов остальных двух производителей.
Microsoft
Microsoft встроила редиректор, распознающий сети Microsoft, в следующие операционные системы своего производства:
Windows NT;
Windows 95;
Windows для рабочих групп.
Редиректор автоматически запускается при установке операционной системы. Программа установки загружает необходимые драйверы и редактирует файлы настройки так, чтобы редиректор начал функционировать сразу после включения компьютера. Программное обеспечение редиректора фирмы Microsoft не только предоставляет всем клиентам возможность доступа к ресурсам сети, но и каждому клиенту Windows для рабочих групп и Windows NT — возможность разделять свои собственные ресурсы.
Microsoft в среде Novell
Для подключения клиента под управлением Windows NT Workstation к сети Novell NetWare необходим протокол NWLink и служба Client Service for NetWare (CSNW). Для подключения сервера под управлением Windows NT Server к сети NetWare необходим протокол NWLink и служба Gateway Service for NetWare (GSNW). NWLink — это реализация фирмой Microsoft протокола IPX/SPX. CSNW — это реализация фирмой Microsoft редиректора для доступа к NetWare (в терминах фирмы Novell — “запросчик”). Вместе они составляют законченное решение по подключению Microsoft Windows NT к серверам Novell NetWare.
Для подключения клиента под управлением Windows 95 к сети NetWare необходим протокол IPX/SPX и Microsoft Client for NetWare Networks (клиент для сетей NetWare фирмы Microsoft). Microsoft Service for NetWare Directory Services (NDS — служба каталогов NetWare) — это усовершенствованное программное обеспечение клиента NetWare, осуществляющее поддержку Novell NetWare 4.х Directory Services. Microsoft DS предоставляет пользователям поддержку регистрации и просмотра сети для служб регистрационной базы данных NetWare 2.х, 3.х и 4.х, которые будут выступать как серверы NetWare 4.x NDS.
Клиенты MS-DOS
Поставщики серверных операционных систем предлагают утилиты, которые позволяют клиентам под управлением MS-DOS получать доступ к серверам всех трех поставщиков. Эти утилиты можно установить на одной машине; в этом случае один MS-DOS-клиент будет работать с серверами всех трех сред.
Novell
Серверы Novell могут распознавать следующих клиентов служб совместного использования файлов и принтеров.
Клиенты NetWare символьного режима под управлением MS-DOS или DR-DOS® могут подключаться: к серверам Novell NetWare; компьютерам под управлением Windows NT Server.
Клиенты Windows NT с запущенным запросчиком Novell NetWare и редиректором Windows NT могут подключаться: к серверам Novell NetWare; компьютерам под управлением Windows NT Workstation и Windows NT Server.
Фирма Novell поставляет запросчики для следующих операционных систем компьютеров-клиентов:
MS-DOS;
OS/2;
Windows NT.
Apple
В среде Macintosh редиректор фирмы Apple является частью операционной системы Macintosh. AppleShare — это сетевая операционная система фирмы Apple; она обеспечивает функции совместного использования файлов. Клиентское программное обеспечение поставляется с каждой копией операционной системы Apple. Существует также сервер печати AppleShare — серверный спулер принтера. Таким образом, компьютеры Macintosh поставляются полностью оборудованными для работы в сетях Apple.
Клиенты MS-DOS
Программное обеспечение AppleShare для персональных компьютеров предоставляет клиентам под управлением MS-DOS доступ к серверам файлов и печати AppleShare. С установленным программным обеспечением AppleShare (для персональных компьютеров) и при наличии платы LocalTalk (для персональных компьютеров) пользователи получают доступ к томам сервера файлов (хранилищу файлов) и принтерам сети AppleTalk. Плата LocalTalk для ПК содержит микропрограмму, управляющую соединением между сетью AppleTalk и персональным компьютером. Драйвер LocalTalk для ПК реализует большинство протоколов AppleTalk и взаимодействует с платой для приема и передачи пакетов.
Служба Services for Macintosh
При установленной службе Services for Macintosh сервер Windows NT становится доступным клиентам Macintosh. Благодаря этому продукту клиенты под управлением MS-DOS и Macintosh-клиенты могут совместно использовать файлы и принтеры. Служба Services for Macintosh включает протоколы AppleTalk версий 2.0 и 2.1, LocalTalk, EtherTalk, TokenTalk и FDDITalk. Кроме того, Services for Macintosh поддерживает принтер LaserWriter® версии 5,2 или более поздней.
Резюме
Взаимодействие сетевых компонентов от разных производителей может быть достигнуто благодаря мерам со стороны клиента или со стороны сервера. Со стороны клиента можно установить редиректор. Редиректор будет перехватывать запросы к службам и передавать их через сеть соответствующим компонентам сети. Со стороны сервера можно установить службу, которая преобразует сервер так, чтобы клиенту казалось, будто сервер работает под управлением “родной” (для клиента) сетевой операционной системы.
Выбор решения зависит от поставщика, продукты которого Вы используете. Основными поставщиками сетевых продуктов являются фирмы Microsoft, Novell и Apple.
Решения со стороны сервера применяются для включения компьютеров Macintosh в среду персональных компьютеров. При реализации решений со стороны клиентов Вы должны уточнить, существуют ли редиректоры, которые будут: выполняться на компьютерах в Вашей сети; взаимодействовать с Вашей сетевой операционной системой.