Актуальные локальные вычислительные сети

Тип и функциональные возможности локальных вычислительных сетей определяются протоколами модели OSI (двух нижних уровней), реализуемыми программно и аппаратно — ин­терфейсной сетевой платой, и протоколами верхних уровней, поддерживаемыми программно — сетевой операционной системой.

Сетевая операционная система — это программные средства, управляющие ком­муникационными процессами в сети и поддерживающие ее общую архитектуру. Она выделяет нужные сетевые ресурсы рабочим станциям и предоставляет пользо­вателю стандартный и удобный доступ к этим ресурсам.

Возможны несколько вариантов организации доступа к ресурсам ЛВС:

• каждая рабочая станция имеет полный набор всех функциональных программ СОС и хранит часть из них в оперативной памяти, а часть в дисковой памяти;

• каждая рабочая станция имеет только набор наиболее активных программ СОС, а полный набор всех функциональных программ СОС хранится на сервере;

• рабочие станции не имеют у себя никаких программ СОС, а при необходимости выполняется их удаленная загрузка с сервера.

Среди фирменных сетевых операционных систем, поддерживающих протоколы пяти верхних уровней OSI, наибольшее распространение получили СОС NetWare фирмы Novell и СОС Windows 2000 и последующие.

Локальная вычислительная сеть Novell NetWare

Фирма Novell выпустила несколько вариантов СОС для локальных сетей:

• Net­Ware 4.0;

• NetWare 5.0;

• NetWare 5.1.

Причем версия NetWare 5.1 позволила создавать масштабируемые сети, вплоть до больших корпоративных и глобальных сетей.

NetWare поддерживает протоколы уровней 3-7 OSI и работает с многими сете­выми платами, включая Ethernet, Token Ring, ARCNet,

Протоколы NetWare для уровней 3 и 4 называются :

• Internetwork Packet eXchange (ipx — межсетевой пакетный обмен);

• Sequenced Packet eXchange (SPX — упо­рядоченный обмен пакетами).

Оболочка NetWare предоставляет сервис уровней 5, 6 и 7. В частности, основной протокол верхнего уровня NCP (NetWare Core Protocol) обеспечивает работу основных служб СОС Novell NetWare и интегриру­ет функции всех уровней. Иногда сервис, пре­доставляемый на 5 и 6 уровнях OSI, обеспечивается пакетом Novell NetBIOS. При широковещательных сообщениях, когда сервер передает информацию о сетевых службах, им предоставляемых, работает протокол SAP (Service Advertising Pro­tocol).

Протокол IPX использует адрес, состоящий из номера сети, номера узла и номе­ра сокета (внутриузлового адреса). Номер сети назначается администратором сети, номером узла является его аппаратный адрес (МАС-адрес сетевого адаптера или порта маршрутизатора). При коммуникациях адрес сети и адрес сокета узнаются из SAP, соответственно, из серверных объявлений и по запросу, а адрес узла автомати­чески считывается из сетевого адаптера узла.

Основной вариант локальной вычислительной сети, предлагаемый фирмой No­vell, базируется на тонком коаксиальном кабеле. Отрезки тонкого кабеля через спе­циальные разъемы соединяют сетевые адаптеры, находящиеся в компьютерах ло­кальной вычислительной сети. В числе компьютеров сети должен быть один или несколько серверов и рабочие станции. Максимальное количество компьютеров в сети — 87. Крупные сети делятся на сег­менты — отдельные более мелкие ЛВС или отрезки кабеля с подключенными к нему компьютерами. В одном сегменте длиной до 185м может быть до 30 компь­ютеров. Максимальная протяженность всей сети — около 10км.

В последнее время большую популярность получил вари­ант сети Novell NetWare на базе витой пары проводов. Он предусматривает под­ключение рабочих станций к файл-серверу через концентратор. Один концентратор поддерживает работу 12 станций, расположенных на расстоянии до 120м от него. Концентраторы можно соединять каскадами и максимальное число сегментов в одной сети может составлять 1024. Вместо сетевых плат Ethernet в этих сетях используется IEEE 802.3.

Таким образом, реализация локальной вычислительной сети NetWare фирмы Novell возможна в двух вариантах топологий:

• шинной;

• звездообразной.

Рис.3. Структурная схемы ЛВС - NetWare фирмы Novell на тонком кабеле.

Рис. 4. Сеть NetWare фирмы Novell на витой паре.

Сеть NetWare предоставляет пользователям следующие возможности:

• прозрачность доступа локальных и удаленных пользователей к ресурсам сети;

• коллективное использование файлов при доступе к файловому серверу с рабочих станций, работающих под управлением различных операционных систем;

• доступ к сетевым принтерам и электронной почте;

• работа с СУБД различных типов;

• передача и обработка данных с использованием таких протоколов, как TCP/IP, SPX/IPX, NetBEUI, NCP;

• использование средств обеспечения надежности и достоверности хранения ин­формации;

• защита ресурсов сети от несанкционированного доступа;

• использование средств объединения удаленных сегментов сети;

• использование единого каталога сетевых ресурсов NDS — важного средства управления ресурсами корпоративных сетей.

Основные программные компоненты сети NetWare:

• сетевая операционная система, хранимая на файловом сервере;

• локальная операционная система рабочей станции.

Сетевая операционная система NetWare отвечает за управление разделяемыми ресурсами файлового сервера. Эта СОС хранится на жестком диске и загружается в оперативную память при начале работы.

В частности, на сервере находятся несколько главных каталогов сетевой ОС, создаваемых непосредственно при загрузке системы:

• System содержит сетевые и дисковые драйверы, загружаемые и исполняемые мо­дули, Все они работают в оперативной памяти только сервера. Доступ к ним имеет лишь администратор (главный управляющий) сети; пользователи с рабо­чих станций, в связи с ограничением их прав, обычно даже не видят этого ката­ лога;

• Public содержит утилиты меню и утилиты командной строки, которые вызыва­ются с сервера в оперативную память рабочей станции для исполнения, Часть утилит предназначена только для администратора, с частью утилит могут рабо­тать и администратор и пользователи;

• Login содержит программы Login и Logout для регистрации пользователей при входе и выходе из сети. Login - программа регистрации пользователя и инициа­лизации его пользовательских прав. Пользователь идентифицируется по имени и паролю, после чего ему присваивается текущий порядковый номер, и он может работать в сети с разрешенными для него каталогами и файлами;

• Mail содержит подкаталоги, автоматически создаваемые NetWare во время до­бавления нового пользователя. Эти подкаталоги содержат специфические для каждого пользователя записи, формируемые при его регистрации в сети, и могут быть задействованы программами электронной почты;

• ETC содержит файлы, необходимые для поддержки протоколов TCP/IP, исполь­зуемых в сети Интернет, и т. п.

На рабочей станции размещаются локальная операционная система компьютера (NetWare способна работать совместно с ОС MS DOS, UNIX, Windows и т. п.) и для обеспечения доступа к сети две программы NetWare NetX.com и IPX.com.

Программа NetX.com анализирует запрос прикладной программы и, если он от­носится к сети, передает его программе IPX.com; в противном случае — оставляет для DOS. Программа IPX.com отправляет запрос на файл-сервер и контролирует правильность его передачи.

Для работы в сети со своей рабочей станции пользователь:

• запускает программы NetX.com и IPX.com;

• регистрируется в сети с помощью программы Login.exe;

• в своей операционной системе запускает нужную прикладную программу.

В сети может быть организован сервер печати, обеспечивающий доступ к печа­тающим устройствам всем клиентам сети. Принт-сервер может быть организован на любой рабочей станции или на файл-сервере при наличии на них программного обеспечения сетевого принтера. При использовании такого сервера данные, направ­ляемые на печать, помещаются в очередь в виде задания. Сервер печати периодиче­ски проверяет наличие очереди, посылает очередное задание на печать.

Программ­ное обеспечение принт-сервера выполняет:

• управление заданием в очереди — изменение приоритета задания в очереди (за­держки задания или ускорение его выполнения);

• управление состоянием очереди — постановку задания в очередь, посылку зада­ния на печать:;

• управление режимами работы принтера - останов, пауза, старт, сброс задания, прогон листа;

• оповещение пользователей о состоянии принтера — не включен, нет бумаги и т. п.

Файл-сервер должен быть самым мощным компьютером в сети, так как от него зависят производительность и функциональные возможно­сти сети.

В качестве файл-сервера используют компьютер с объемом опера­тивной памяти не менее 256 Мбайт. Емкость дисковой памяти файл-сервера должна составлять не менее 350 Гбайт.

Так как надежность работы файл-сервера определяет надежность работы всей сети, то необходимо принимать специальные меры для защиты информации на же­стком диске от сбоев и потерь.

Компьютер, выполняющий функции рабочей станции, должен обеспечить поль­зователю возможность решения всех его прикладных задач. Большую часть пользователей впол­не удовлетворит объем оперативной памяти 64-128 Мбайт и жесткий диск емко­стью порядка 10 Гбайт.

Если рабочая станция ориентирована только на сетевой режим работы, то появляется возможность ис­пользовать бездисковые рабочие станции. Операционная система на такой стан­ции загружается дистанционно под управлением файл-сервера из постоянного за­поминающего устройства, установленного в сетевой плате рабочей станции. В то же время в ЛВС, построенной на базе бездисковых рабочих станций, резко возрастает нагрузка на файл-сервер и исключается возможность работы на станции в автоном­ном режиме.