ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Активное оборудование локальных вычислительных сетей

Активное оборудование изменяет (формирует, восстанавливает, перераспределяет, анализирует) сигналы, передаваемые в локальных сетях. Активное оборудование используется на различных уровнях управления. К активному оборудованию относятся: сетевые адаптеры, повторители, хабы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы (роутеры), концентраторы. Сетевые адаптеры (сетевые карты, интерфейсные карты, NetworkInterfaceCard(NIC)) располагаются внутри центральных стоек компьютера. Остальное оборудование является промежуточным между оконечными устройствами сети и выполняет сборку (концентрацию) кабельных разводок. Часто эти устройства называются концентраторами, что говорит о неустойчивости существующей терминологии. Структура активного оборудования, выполняемые ими функции, конструктивные особенности связаны с типом сети, в которой они используются, уровнем интеллекта и с особенностями целевого назначения. Здесь рассматривается оборудование для сетейEthernet. Однако и здесь следует различать оборудование для сетейEthernet,FastEthernetиGigabitEthernet. Ниже, с учетом используемого уровня управления, рассматриваются основные характеристики названного активного оборудования, которые необходимо учитывать при его выборе.

1 Сетевые адаптеры (NIC)

NICобеспечивает выполнение функций 1-го и 2-го (иногда и 3-го) уровней управления, имеет передающую и приемную части, которые могут поддерживать полный дуплекс.

Функции передающей части – принять от центрального процессора (ЦП) пакет данных и адрес назначения и занести их в собственный локальный буфер, сформировать кадр, организовать доступ к среде передачи, с учетом возможных коллизий организовать передачу кадра, сообщить ЦП о результатах передачи.

Функции приемной части – выбрать из среды передачи “свой” кадр (со своим адресом) и занести его в локальный буфер, проверить кадр на отсутствие ошибок, сообщить ЦП о принятом кадре, передать принятый кадр из локального буфера в системную память компьютера, возможно собрать статистику о отвергнутых кадрах.

Основные узлы NIC – интерфейс подключение к среде передачи, схемы организации доступаCSMA/CD, буферная память для кадров, схема прерываний для сообщения ЦП об асинхронных событиях (передача, прием кадров), средства обмена данными между буфером кадров и системной памятью компьютера, устройство работой адаптера, ПЗУ удаленной загрузки (BootROM) и модуль антивирусного контроля обращения по записи в системную область жесткого диска (MasterBootиBootRecord), средства “пробуждения” по сети (WakeOnLAN).

Подключение NIC – кLPT-порту (подключение без вскрытия ПК, не нужны системные ресурсы, но загружается ЦП и низкая скорость передачи – до 10 Мбит/с), к шинамISA,EISA,MCA,VLB,PCI,PCCard.

Средства доставки в системную память – каналы прямого доступа к памяти (DMA), программный ввод-вывод (PIO, при передаче полностью загружается ЦП), прямое управление шиной (для интеллектуальных адаптеров, имеющих свой процессор, нагрузка ЦП минимальная, что особенно важно для серверов).

Скорости обмена данными:

- 16-битная шинаISA– до 4 МВ/c., передача максимального кадра занимает 2.6 мс;

- 16-битная интеллектуальная шина ISA– до 8 МВ/c;

- 32-битная шина PCIпри частоте 33 Мгц – до 132 МВ/c;

- 64-битная шина PCIпри частоте 66 Мгц – до 500 МВ/c.

Размер буферной памяти –

- для шины ISA – до 64 КВ;

- для шины PCI – для сетиFastEthernetдо 2КВ;

- для сети GigabitEthernetдо 256 КВ.

Целевое использование адаптера – адаптеры для рабочих станций или для серверов.

-Адаптеры для рабочих станций – скорость до 100 Мбит/c, могут обеспечить полный дуплекс, не критичны к загрузке ЦП, имеют ПЗУ удаленной загрузки (BootROM) и средства “пробуждения” по сети (WakeOnLAN), поддерживают интерфейсDMI(DesktopManagementInterface– интерфейс управления настольным компьютером) и протоколSNMP(SimpleNetworkManagementProtocol– простой протокол управления сетевыми ресурсами). Наиболее распространены двухскоростные карты 10/100 Мбит/с.

- Адаптеры для серверов – критичны к загрузке ЦП, должны иметь прямое управление шиной и параллельную работу узлов , используют высокоскоростную шинуPCI32/64 бит, поддерживают управление потоком, могут поддерживать установку приоритета трафика, режимVLAN(VLAN– виртуальная локальная сеть) с маркированными кадрами (taggedVLAN),FastIP, аппаратный подсчет контрольных суммIP-пакетов, резервирование линий (ResilientLink– применяются резервные адаптеры и специальные программные драйверы), “самоизлечивающиеся” драйверы (Self-HealingDrivers). Для конфигурирования и резервирования применяются многопортовые адаптеры. Адаптеры могут поддерживать протоколыSNMPиRMON(RemoteMONitoring– зонт для мониторинга). Типовая скорость серверных карт составляет 100 Мбит/с.

Используемые интерфейсные разъемы – BNC,AUI,RJ-45MID(порт абонентаEthernetна витой паре),SC,ST. Возможны сочетания –BNC+AUI,RJ-45 +AUI,RJ-45 +RJ- 45,BNC+AUI+RJ-45. Многопортовые имеею несколько адаптеров со своими интерфейсами.

Используемые системные ресурсы компьютера:

- пространство ввода-вывода – 4-32 смежных адреса 10-битных (дляISA) или 16-битных (дляPCI) для обращения к регистрам адаптера;

- запрос прерывания – одна линия (IRQ3, 5, 7, 9, 10, 11, 12 или 15), возбуждаемая при приеме кадра и окончании его передачи;

- канал прямого доступа к памяти (DMA) – используется для шиныISA;

- разделяемая память (adapter RAM).адаптера – буфер для размещения кадров;

- постоянная память (adapter ROM) – область адресов для модулей расширенияROMBIOS(4/8/16/32KB).

Конфигурирование адаптера (настройка использования системных ресурсов ПК, выбор скорости и среды передачи, поддержка модема и др.) – ручное с помощью переключателей (джамперов -jumpers), с помощью энергонезависимой памяти конфигурирования с применением специальной утилиты, автоматическое (распределение ресурсов выполняется при загрузке ОС).

Рекомендации по выбору сетевых адаптеров

1) Для принятой конфигурации сети интерфейс и скорость передачи должны учитывать перспективы развития. Рекомендуется обратить внимание на выбор карты с разъемом RJ-45 на 10/100 Мбит/с с автоматической установкой скорости.

2) Для многозадачных режимов желательно применять интеллектуальные адаптеры с прямым управлением 32-разрядной шиной (bus-master), при этом уменьшается загрузка ЦП и допускается применение ОЗУ свыше 16 МВ.

3) Адаптеры для серверов должны допускать работу в дуплексном режиме.

4) Чем больше буферная память адаптера, тем лучше.

5) Адаптер должен допускать размещение ПЗУ при необходимости применения удаленной загрузки.

6) Для работы с используемой ОС адаптер должен в поставке имеет необходимый драйвер.

7) Для программно конфигурируемых адаптеров должны быть в наличии необходимые утилиты.

8) Расширение возможностей адаптера должно согласовываться с возможными затратами. Следует минимизировать показатель цена/производительность.