Курс лекции по компьютерным сетям

поиск ключей, которые могли бы помочь решить эту проблему.

Управление учетом использования ресурсов

Цель управления учетом использования ресурсов – измерение параметров

использования сети, чтобы можно было соответствующим образом регулировать

ее использование индивидуальными или групповыми пользователями. Такое

регулирование минимизирует число проблем в сети (т.к. ресурсы сети могут

быть поделены исходя из возможностей источника) и максимизирует

равнодоступность к сети для всех пользователей.

Управление неисправностями

Цель управления неисправностями – выявить, зафиксировать, уведомить

пользователей и (в пределах возможного) автоматически устранить проблемы в

сети, с тем чтобы эффективно поддерживать работу сети. Так как

неисправности могут привести к простоям или недопустимой деградации сети,

управление неисправностями, по всей вероятности, является наиболее широко

используемым элементом модели управления сети ISO.

Управление неисправностями включает в себя несколько шагов:

1. определение симптомов проблемы;

2. изолирование проблемы;

3. устранение проблемы;

4. проверка устранения неисправности на всех важных подсистемах;

5. регистрация обнаружения проблемы и ее решения.

Управление защитой данных

Цель управления защитой данных – контроль доступа к сетевым ресурсам в

соответствии с местными руководящими принципами, чтобы сделать невозможными

саботаж сети и доступ к чувствительной информации лицам, не имеющим

соответствующего разрешения. Например, одна из подсистем управления защитой

данных может контролировать регистрацию пользователей ресурса сети,

отказывая в доступе тем, кто вводит коды доступа, не соответствующие

установленным.

Подсистемы управления защитой данных работают путем разделения

источников на санкционированные и несанкционированные области. Для

некоторых пользователей доступ к любому источнику сети является

несоответствующим.

Подсистемы управления защитой данных выполняют следующие функции:

- идентифицируют чувствительные ресурсы сети (включая системы, файлы и

другие объекты);

- определяют отображения в виде карт между чувствительными источниками сети

и набором пользователей;

- контролируют точки доступа к чувствительным ресурсам сети;

- регистрируют несоответствующий доступ к чувствительным ресурсам сети.

6 Совместимость

Совместимость и мобильность программного обеспечения. Концепция

программной совместимости впервые в широких масштабах была применена

разработчиками системы IBM/360. Основная задача при проектировании всего

ряда моделей этой системы заключалась в создании такой архитектуры, которая

была бы одинаковой с точки зрения пользователя для всех моделей системы

независимо от цены и производительности каждой из них. Огромные

преимущества такого подхода, позволяющего сохранять существующий задел

программного обеспечения при переходе на новые (как правило, более

производительные) модели, были быстро оценены как производителями

компьютеров, так и пользователями, и начиная с этого времени практически

все фирмы-поставщики компьютерного оборудования взяли на вооружение эти

принципы, поставляя серии совместимых компьютеров. Следует заметить однако,

что со временем даже самая передовая архитектура неизбежно устаревает и

возникает потребность внесения радикальных изменений в архитектуру и

способы организации вычислительных систем.

В настоящее время одним из наиболее важных факторов, определяющих

современные тенденции в развитии информационных технологий, является

ориентация компаний-поставщиков компьютерного оборудования на рынок

прикладных программных средств.

Этот переход выдвинул ряд новых требований. Прежде всего, такая

вычислительная среда должна позволять гибко менять количество и состав

аппаратных средств и программного обеспечения в соответствии с меняющимися

требованиями решаемых задач. Во-вторых, она должна обеспечивать возможность

запуска одних и тех же программных систем на различных аппаратных

платформах, т.е. обеспечивать мобильность программного обеспечения.

В–третьих, эта среда должна гарантировать возможность применения одних и

тех же человеко-машинных интерфейсов на всех компьютерах, входящих в

неоднородную сеть. В условиях жесткой конкуренции производителей аппаратных

платформ и программного обеспечения сформировалась концепция открытых

систем, представляющая собой совокупность стандартов на различные

компоненты вычислительной среды, предназначенных для обеспечения

мобильности программных средств в рамках неоднородной, распределенной

вычислительной системы.

Вопросы

1. Какие основные требования предъявляются к сетям?

2. Что такое производительность сети?

3. Какие характеристики влияют на производительность сети?

4. Какие есть способы повышения производительности сетей?

5. Как обеспечить высокоскоростную пересылку трафика?

6. Чем обеспечивается надежность сети?

7. Что такое отказоустойчивость?

8. Перечислить задачи безопасности данных в сети.

9. Для какой цели используется резервное копирование?

10. Чем обеспечивается безопасность сетей в клиент–серверной архитектуре?

11. Для какой цели устанавливаются экранированные линии в сети?

12. Что такое прозрачность сетей?

13. В каком случае линия прозрачна по отношению к типам сигналов?

14. Что такое прозрачное соединение?

15. Что используется для разделения сети на сегменты?

16. Каким образом можно уменьшить трафик в сети?

17. Дать определение управляемости сетей и перечислить основные функции

управления сетями.

18. Что включается в управление эффективностью?

19. Для какой цели используется управление неисправностями?

20. Для чего необходимо управление конфигурацией?

21. Какова цель управления защитой данных?

22. Какие функции подсистемы управления защитой данных?

23. Дать определение понятия совместимости сетей.

Сетевое оборудование

1 Сетевые адаптеры, или NIC (Network Interface Card).

Назначение.

Сетевые адаптеры – это сетевое оборудование, обеспечивающее

функционирование сети на физическом и канальном уровнях.

Сетевой адаптер относится к периферийному устройству компьютера,

непосредственно взаимодействующему со средой передачи данных, которая прямо

или через другое коммуникационное оборудование связывает его с другими

компьютерами. Это устройство решает задачи надежного обмена двоичными

данными, представленными соответствующими электромагнитными сигналами, по

внешним линиям связи. Как и любой контроллер компьютера, сетевой адаптер

работает под управлением драйвера операционной системы, и распределение

функций между сетевым адаптером и драйвером может изменяться от реализации

к реализации.

Компьютер, будь то сервер или рабочая станция, подключается к сети с

помощью внутренней платы – сетевого адаптера (хотя бывают и внешние сетевые

адаптеры, подключаемые к компьютеру через параллельный порт). Сетевой

адаптер вставляется в гнездо материнской платы. Карты сетевых адаптеров

устанавливаются на каждой рабочей станции и на файловом сервере. Рабочая

станция отправляет запрос к файловому серверу и получает ответ через

сетевой адаптер, когда файловый сервер готов. Сетевые адаптеры преобразуют

параллельные коды, используемые внутри компьютера и представленные

маломощными сигналами, в последовательный поток мощных сигналов для

передачи данных по внешней сети. Сетевые адаптеры должны быть совместимы с

кабельной системой сети, внутренней информационной шиной ПК и сетевой

операционной системой.

Настройка сетевого адаптера и трансивера

Для работы ПК в сети надо правильно установить и настроить сетевой

адаптер. Для адаптеров, отвечающих стандарту PnP, настройка производится

автоматически. В ином случае необходимо настроить линию запроса на

прерывание IRQ (Interrupt Request Line) и адрес ввода/вывода (Input/Output

address). Адрес ввода/вывода – это трехзначное шестнадцатеричное число,

которое идентифицирует коммуникационный канал между аппаратными

устройствами и центральным процессором. Чтобы сетевой адаптер

функционировал правильно, должны быть настроены линия IRQ и адрес

ввода/вывода. Запросы на прерывание IRQ и адреса ввода/вывода для основных

устройств приведены в таблице 9.1.

Обычно сетевая карта работает с конфликтами, если двум устройствам

назначен один и тот же ресурс (запроса на прерывание или адрес

ввода/вывода). Сетевые карты поддерживают различные типы сетевых

соединений. Физический интерфейс между самой сетевой картой и сетью

называют трансивером (transceiver) – это устройство, которое как получает,

так и посылает данные. Трансиверы на сетевых картах могут получать и

посылать цифровые и аналоговые сигналы. Тип интерфейса, который использует

сетевая карта, часто может быть физически определен на сетевой карте.

Перемычки, или джамперы (маленькие перемычки, соединяющие два контакта),

могут быть настроены для указания типа трансивера, который должна

использовать сетевая карта в соответствии со схемой сети. Например,

перемычка в одном положении может включить разъем RJ-45 для поддержки сети

типа витая пара, в другом – поддержку внешнего трансивера.

Таблица 9.1

|Стандартное применение |Запрос на |Диапазон |

| |прерывание |ввода/вывода |

|Системный таймер |IRQ0 | |

|Клавиатура |IRQ1 | |

|Вторичный контроллер IRQ или видеокарта |IRQ2 | |

|Прерывание от асинхронного |IRQ3 |От 2F0 до 2FF|

|последовательного порта СОМ2 и СОМ4 | | |

|Прерывание от асинхронного |IRQ4 |От 3F0 до 3FF|

|последовательного порта СОМ1 и СОМ3 | | |

|Обычно свободен (может быть занят |IRQ5 | |

|параллельным портом LPT2) | | |

|Контроллер флоппи-диска |IRQ6 | |

|Прерывание от параллельного принтерного |IRQ7 | |

|порта LPT1 | | |

|Аппаратный таймер |IRQ8 | |

|Обычно свободен |IRQ9 |От 370 до 37F|

|Обычно свободен (может быть занят первичным|IRQ10 | |

|контроллером SCSI) | | |

|Обычно свободен (может быть занят вторичным|IRQ11 |IRQ11 |

|контроллером SCSI) | | |

|Мышь PS/2 |IRQ12 |IRQ12 |

|Прерывание от сопроцессора |IRQ13 |IRQ13 |

|Прерывание от первичного контроллера |IRQ14 |IRQ14 |

|жесткого диска | | |

|Обычно свободен (может быть занят вторичным|IRQ15 |IRQ15 |

|контроллером жесткого диска IDE) | | |

Функции сетевых адаптеров

Сетевые адаптеры производят семь основных операций при приеме или

передачи сообщения:

1. Гальваническая развязка с коаксиальным кабелем или витой парой. Для этой

цели используются импульсные трансформаторы. Иногда дя развязки

используются оптроны.

2. Прием (передача) данных. Данные передаются из ОЗУ ПК в адаптер или из

адаптера в память ПК через программируемый канал ввода/вывода, канал

прямого доступа или разделяемую память.

3. Буферизация. Для согласования скоростей пересылки данных в адаптер или

из него со скоростью обмена по сети используются буфера. Во время

обработки в сетевом адаптере, данные хранятся в буфере. Буфер позволяет

адаптеру осуществлять доступ ко всему пакету информации. Использование

буферов необходимо для согласования между собой скоростей обработки

информации различными компонентами ЛВС.

4. Формирование пакета. Сетевой адаптер должен разделить данные на блоки в

режиме передачи (или соединить их в режиме приема) данных и оформить в

виде кадра определенного формата. Кадр включает несколько служебных

полей, среди которых имеется адрес компьютера назначения и контрольная

сумма кадра, по которой сетевой адаптер станции назначения делает вывод о

корректности доставленной по сети информации.

5. Доступ к каналу связи. Набор правил, обеспечивающих доступ к среде

передачи. Выявление конфликтных ситуаций и контроль состояния сети.

6. Идентификация своего адреса в принимаемом пакете. Физический адрес

адаптера может определяться установкой переключателей, храниться в

специальном регистре или прошиваться в ППЗУ.

7. Преобразование параллельного кода в последовательный код при передаче

данных, и из последовательного кода в параллельный при приеме. В режиме

передачи данные передаются по каналу связи в последовательном коде.

8. Кодирование и декодирование данных. На этом этапе должны быть

сформированы электрические сигналы, используемые для представления

данных. Большинство сетевых адаптеров для этой цели используют

манчестерское кодирование. Этот метод не требует передачи

синхронизирующих сигналов для распознавания единиц и нулей по уровням

сигналов, а вместо этого для представления 1 и 0 используется перемена

полярности сигнала.

9. Передача или прием импульсов. В режиме передачи закодированные

электрические импульсы данных передаются в кабель (при приеме импульсы

направляются на декодирование).

Сетевые адаптеры вместе с сетевым программным обеспечением способны

распознавать и обрабатывать ошибки, которые могут возникнуть из-за

электрических помех, коллизий или плохой работы оборудования.

Последние типы сетевых адаптеров поддерживают технологию Plug and Play

(вставляй и работай). Если сетевую карту установить в компьютер, то при

первой загрузке система определит тип адаптера и запросит для него

драйверы. Внешний вид адаптера показан на рис. 9.1.

[pic]

Рис. 9.1 Вид адаптера

Базовый, или физический, адрес

Некоторые сетевые адаптеры имеют возможность использовать оперативную

память ПК в качестве буфера для хранения входящих и исходящих пакетов

данных. Базовый адрес (Base Memory Address) представляет собой

шестнадцатеричное число, которое указывает на адрес в оперативной памяти,

где находится этот буфер. Важно выбрать базовый адрес без конфликтов с

другими устройствами.

Типы сетевых адаптеров

Сетевые адаптеры различаются по типу и разрядности используемой в

компьютере внутренней шины данных – ISA, EISA, PCI, MCA.

Сетевые адаптеры различаются также по типу принятой в сети сетевой

технологии – Ethernet, Token Ring, FDDI и т.п. Как правило, конкретная

модель сетевого адаптера работает по определенной сетевой технологии

(например, Ethernet). В связи с тем, что для каждой технологии сейчас

имеется возможность использования различных сред передачи данных (тот же

Ethernet поддерживает коаксиальный кабель, неэкранированную витую пару и

оптоволоконный кабель), сетевой адаптер может поддерживать как одну, так и

одновременно несколько сред. В случае, когда сетевой адаптер поддерживает

только одну среду передачи данных, а необходимо использовать другую,

применяются трансиверы и конверторы.

Различные типы сетевых адаптеров отличаются не только методами доступа

к среде и протоколами, но еще и следующими параметрами:

- скорость передачи;

- объем буфера для пакета;

- тип шины;

- быстродействие шины;

- совместимость с различными микропроцессорами;

- использование прямого доступа к памяти (DMA);

- адресация портов ввода/вывода и запросов прерывания;

- конструкция разъема.

Наиболее известны следующие типы адаптеров:

Адаптеры Ethernet представляют собой плату, которая вставляется в

свободный слот материнской (системной) платы компьютера. Из-за широкого

распространения компьютеров с системной магистралью ISA существует широкий

спектр адаптеров, предназначенных для установки в слот ISA, а также

производятся адаптеры, совместимые с шиной. Чаще всего адаптеры Ethernet

имеют для связи с сетью два внешних разъема: для коаксиального кабеля

(разъем BNC) и для кабеля на витой паре. Для выбора типа кабеля применяются

перемычки или переключатели, которые устанавливаются перед подключением

адаптера к сети.

Адаптеры Fast Ethernet производятся изготовителями с учетом

определенного типа среды передачи. Сетевой кабель при этом подключается

непосредственно к адаптеру (без трансивера).

Оптические адаптеры стандарта 10BASE-FL могут устанавливаться в

компьютеры с шинами ISA, PCI, МСА. Эти адаптеры позволяют отказаться от

внешних преобразователей среды и от микротрансиверов. При установке этих

адаптеров возможна реализация полнодуплексного режима обмена информацией.

Для повышения универсальности в оптических адаптерах сохраняется

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18