Rozdział 4.
Praktyczny przewodnik
po sieciach LAN
Niezbdny sprzt sieciowy.
Oprogramowanie.
Skróty i terminy zwizane z sieci.
Wstp do abecada.
A moe tak rzut oka na sieci z lotu ptaka? Spojrzenie na t dziedzin z dalszej perspektywy moe kademu pomóc wybra obszar, o którym chciaby si dowiedzie wicej. Tre niniejszego rozdziau stanowi przegld rónych elementów sieciowych oraz kwestie, które naley mie na uwadze podczas czenia tych elementów ze sob.
W póniejszych rozdziaach funkcje i wady okrelonych systemów okablowania
i systemów operacyjnych zostan przedstawione bardziej szczegóowo. Wówczas przyjdzie te czas na wskazanie uytecznych i praktycznych technik, takich jak zdalny dostp i zarzdzanie sieci. Niniejszy rozdzia wprowadza obraz strategiczny, fachow terminologi i wiedz niezbdn do tego, aby przyswoi tre nastpnych rozdziaów.Pierwszym krokiem przy objanianiu tego rodzaju systemów jest podzia ich elementów na sprzt i oprogramowanie. Nawet taki, wydawaoby si prosty, podzia moe sprawi kopoty, poniewa sprzt i oprogramowanie s ze sob bardzo cile powizane. Na przykad termin „serwer” raz odnosi si do urzdzenia, a kiedy indziej do funkcji realizowanych programowo. Jednak podzia tego rodzaju jest dobry jako wstp do przedstawienia elementów skadajcych si na „amigówk” sieci LAN. Rozdzia ten oprócz czci praktycznej ma równie cz bardziej koncepcyjn, w której zostan wprowadzone podstawowe terminy i skróty dotyczce sieci komputerowych.
Niezbdny sprzt sieciowy
Serwery, stacje robocze, karty sieciowe i kable to sprztowy szkielet sieci, który wraz z oprogramowaniem sieciowym i uytkowym tworzy peny zestaw. Poniewa wspóczesne produkty sprztowe s zgodne z midzynarodowymi standardami,
w tej samej sieci mona wykorzystywa sprzt rónych producentów. Zakupiony sprzt nie ogranicza wyboru oprogramowania, jakie bdzie mona uywa w sieci. Jednak zakup odpowiedniego sprztu nie jest prosty. Ju na samym pocztku trzeba podj decyzje, których skutki bd odczuwalne w dugim okresie.Serwery i klienci
W sieciach lokalnych komputery mog peni rol serwerów lub stacji klienckich. Serwery udostpniaj swoje zasoby, którymi s napdy dysków, drukarki, modemy, cza komunikacyjne (dostp do Internetu, moliwoci nadawania i odbioru faksów), stacjom klienckim.
Gwarantowane współdziałanie
By czas kiedy firmy komputerowe próboway uzaleni klientów od wasnych, zamknitych rozwiza sprztowych i programowych. Obecnie opracowane przez róne organizacje normalizacyjne standardy umoliwiaj firmom tworzenie konkurencyjnych produktów, które wspódziaaj ze sob. Jednak firmy nie zawsze przestrzegaj tych standardów. Ostatnio firmy z brany bezprzewodowych sieci LAN o prdkociach transmisji 11 Mb/s oferuj niestandardowe rozwizania. Jednak przezorni nabywcy poczekaj na wspópracujce ze sob produkty zgodne z nowym standardem 802.11 HR.
Sieć równy --> [Author:(null)] -z-równym w Windows
System operacyjny Windows umoliwia szybkie stworzenie sieci równy-z-równym. Komputer, na którym dziaa system Windows 95, 98, 2000 i NT moe jednoczenie dziaa jako serwer dla pozostaych komputerów. Jednak kada wersja Windows ma okrelony w licencji limit pecetów, jakie mona do niej doczy jednoczenie
w roli klientów. Poczenia sieci równy-z-równym s szczególnie wygodne w niewielkich biurach.Oprogramowanie dziaajce na stacjach klienckich umoliwia uytkownikom sieci korzystanie z danych i urzdze dostpnych na przynajmniej jednym serwerze. Typ oprogramowania sieciowego dziaajcego na serwerze decyduje, czy jest on dedykowany do penienia roli serwera, czy te moliwe jest uruchamianie na nim lokalnego oprogramowania. W zasadzie w sieci typu równy-z-równym (peer-to-peer) komputer moe by jednoczenie serwerem dla innych klientów i klientem dla innych serwerów.
W praktyce dowolny komputer z procesorem klasy Pentium moe dziaa jako serwer plików w biurowej sieci liczcej do pidziesiciu stanowisk. Nawet komputery z procesorami 80386 i 80486 nadaj si do roli serwerów wydruków i serwerów faksów. Jednak niektóre aplikacje dziaaj czciowo na serwerze, wic zainwestowanie w wydajny procesor bdzie procentowa w przyszoci. W przypadku aplikacji biznesowych, obsugujcych gospodark materiaow, systemy rezerwacji, ksigowo, proces projektowania serwera wykracza poza rutynowe rzemioso. Najlepiej skorzysta z dowiadcze firmy sprzedajcej zaawansowane aplikacje, aby uzyska wytyczne dotyczce odpowiednich parametrów serwera.
Wiele firm sprzedaje jako serwery komputery z wieloma gniazdami rozszerze
i wnkami na napdy dysków. Ale nie zawsze najlepszym serwerem jest komputer z szybkim procesorem w obudowie szafkowej. Oto w piguce podane porady dotyczce serwera: szybkie napdy dysków i duo pamici RAM. Najpierw naley wybra dobry dysk twardy z pojemnoci trzykrotnie przekraczajc przewidywane zapotrzebowanie. Dawniej Autor zaleca wykorzystanie sterownika dysku twardego z interfejsem SCSI (Small Computer Systems Interfejs) z uwagi na szybko obsugi danych. Równie dzisiaj szybkie kontrolery SCSI-2 z wasn pamici podrczn
i procesorem zwikszaj wydajno zaawansowanych serwerów korporacyjnych
w warunkach duego obcienia. Jednak obecnie wiele firm uwaa, e nowe dyski standardu IDE o duej pojemnoci s wystarczajco wydajne do tych zastosowa,
a cenowo s bardziej atrakcyjne od dysków SCSI.
Bardziej --> [Author:ä´Pëą] szczegóowe omówienie standardów SCSI, IDE i innych zagadnie dotyczcych pamici masowej zawiera rozdzia 10.
Jeli podstawowym czynnikiem jest niezawodno sieci, zapewne warto bdzie wyda wicej pienidzy na macierz dysków RAID. Skrót ten pochodzi od nazwy Redundant Array of Inexpensive Disks (Nadmiarowa macierz tanich dysków). Idea tego urzdzenia opiera si na poczeniu maksymalnie piciu dysków w jeden system, w którym dane zapisywane s na wszystkich dyskach.
Nadmiarowoœć i niezawodnoœć
Niezawodno serwerów mona poprawi rodkami sprztowymi
i programowymi. Macierze dysków (RAID), zapasowe zasilacze i wiele procesorów zwiksza szanse poprawnego funkcjonowania sprztu w przypadku awarii pojedynczych ukadów. Podobnie oprogramowanie realizujce tak zwany zapis lustrzany lub organizujce serwery
w klastry, wzajemnie monitorujce swoje dziaanie, zwiksza niezawodno caego systemu.Zakup serwera
Ceny dobrych serwerów s cigle niskie w porównaniu z reszt rynku sprztowego, duo jest równie ofert leasingu. Zakup lub leasing serwera z dwoma lub czterema procesorami, przynajmniej 128 MB pamici RAM ECC, macierz RAID 5 i wewntrznym urzdzeniem do archiwizacji danych jest rozsdn inwestycj w niezawodno i gwarantuje skalowalno w powanych zastosowaniach biznesowych.
Ratuj --> [Author:(null)] się!
Jak si miewa UPS? Dobry zasilacz awaryjny (Uninterruptible Power Supply - UPS) powinien wchodzi w skad wyposaenia kadego komputera (tak jak monitor). Minimum jednak to zabezpieczenie kadego komputera dziaajcego jako serwer. Jeli nawet stacje robocze nie bd zabezpieczone, serwer powinien dziaa, kiedy bd si one uruchamia po awarii sieci. Równie koncentratory potrzebuj zabezpieczenia zasilaczem UPS. Jeli serwer jest zasilany, a koncentrator nie dziaa i tak nie mona si komunikowa z serwerem.
Przeplatanie (striping) danych na rónych dyskach jest korzystne pod wzgldem wydajnoci i niezawodnoci. Poniewa gowice poszczególnych napdów nie musz porusza si tak szybko operacjie zapisu i odczytu, s realizowane szybciej ni w pojedynczym napdzie. W macierzach klasy RAID 5 wykorzystuje si funkcj nazywan kontrolš parzystoœci. Podczas awarii pojedynczego dysku w takiej macierzy, kontroler - na podstawie informacji o parzystoci i zawartoci pozostaych dysków, jest w stanie odtworzy zawarto uszkodzonego dysku. Macierze RAID 5 s jednym z gównych elementów tak zwanych serwerów o wysokiej dostępnoœci.
Naley wybra komputer z szybkim procesorem Pentium i wyposay go w przynajmniej 128 MB pamici RAM (pamitajc o takiej konfiguracji pamici, która umoliwi jej zwikszenie bez koniecznoci pozbywania si pamici ju posiadanej). Kupujc komputer, naley zaznaczy, e potrzebne s moliwoci zwikszenia pamici RAM w przyszoci. Moe to oznacza na przykad zakup pamici w kociach po 64 MB, zamiast taszych pamici 32 MB. Jednak w przyszoci wydatek ten moe si opaci. Prdko procesora nie jest a tak istotna, jak posiadanie dobrego kontrolera dysków i wystarczajcej wielkoci pamici RAM. Pod koniec lat 90. ceny pamici mocno spady (jednak obecnie s sztucznie utrzymywane na do wysokim poziomie - przyp. tum.). Dua ilo pamici RAM w serwerze to na pewno praktyczna inwestycja.
Wicej --> [Author:ä´Pëą] informacji na temat sprztu RAID oraz sprztu serwera mona znale w podrozdziale „Oprogramowanie klienta PC” w rozdziale 8.
Karty sieciowe
Najczstsz inwestycj w sprzt dla sieci LAN jest zakup kart sieciowych (zwanych ogólnie kartami interfejsu sieciowego lub adapterami sieciowymi). W roku 1987 typowa karta sieciowa kosztowaa 600 USD. Jednak postp technologii elektronicznych obwodów drukowanych sprawi, e obecnie karty sieciowe s produktem powszechnie dostpnym. Dzisiaj karty bez „wodotrysków” mona kupi za okoo 200 z, a najprostsze modele dla sieci o prdkoci 10 Mb/s kosztuj poniej 100 z.
Kady komputer w sieci musi by wyposaony w kart sieciow, która przeksztaci sygnay szeregowe z kabla sieciowego w strumie danych równolegych wewntrz komputera. Proces ten ilustruje rysunek 4.1.
Rysunek 4.1.
Karta sieciowa przeksztaca sygnay równolege z komputera w sygnay szeregowe, które s przesyane kablem sieciowym.
Karty te równie wzmacniaj sygnay, tak aby mogy one przeby dany dystans. W niektórych przypadkach w serwerze mona zainstalowa dwie i wicej kart sieciowych, aby podzieli obcienie na odrbne kable sieciowe i zmniejszy ryzyko przecienia sieci.
Wanym zadaniem adapterów sieciowych jest równie sterowanie dostpem do nonika. Funkcje sterowania dostępem do noœnika (Media Access Control - MAC) realizowane s na jeden z trzech sposobów: nasuch przed transmisj, numer kolejny stacji i przekazywanie etonu.
Wicej informacji o kartach sieciowych i architekturach sieci, na przykad Ethernetu, mona znale w podrozdziale „Ethernet starszy” w rozdziale 7.
Sterowanie dostpem do nonika
Metoda nasuchu przed transmisj, nazywana metod wspólnego dostępu z wykrywaniem noœnej (Carrier Sense Multiple Access - CSMA), dziaa podobnie jak komunikacja radiowa uywana w cznoci CB, policyjnej i innych dwukierunkowych systemach radiowych.
Wze sieciowy, który ma wysa dane poprzez sie, nasuchuje sygnaów w kablu sieciowym. Jeli stacja nie wykryje w kablu sygnau nonego lub sygnau transmisji, moe rozpocz nadawanie. Stosuje si róne techniki rozwizywania problemu w sytuacji, kiedy kilka stacji rozpozna pusty kana i jednoczenie rozpocznie transmisj.
W sieciach ARCnet uywa si innego schematu dostpu do nonika. Kademu wzowi w sieci przypisywany jest numer kolejny (od 0 do 255). Stacja, która chce wysa dane do sieci musi poczeka na swoj kolejk.
W innej popularnej metodzie sterowania dostpem do nonika, z przekazywaniem etonu, uywa si specjalnego komunikatu zwanego etonem (ang. token), który przekazywany jest od wza do wza poprzez aktywne stacje sieciowe. Posiadanie przez stacj etonu uprawnia do transmisji sieciowej.
Projektanci i sprzedawcy produktów dla sieci LAN od dawna tocz spór na temat teoretycznych zalet protokoów sterowania dostpem do nonika, takich jak CSMA i przekazywanie etonu. Nie naley si tym jednak zbytnio przejmowa. Waniejsze od metody sterowania dostpem do nonika uywanej przez wybrane adaptery sieciowe jest to, jaka firma stoi za tymi produktami. Dobrze jest jednak wiedzie o co chodzi, gdy mowa o schematach dostpu do nonika, czy protokoach MAC.
Wicej informacji o konkretnych kartach sieciowych i sposobach ich pracy mona znale w powiconej transmisji czci podrozdziau „Opcje kart sieciowych” w rozdziale 5.
Kilometry drutu i ani centymetra cza
Najpowaniejsz kwesti zwizan z wyborem karty sieciowej jest rodzaj kabli, czyli przewodów elektrycznych, jaki ma by uywany w sieci. Wspóczesne karty dla sieci Ethernet i Token-Ring umoliwiaj szeroki wybór rónych typów okablowania. Naley jednak pamita, e sie nie bdzie ani odrobin lepsza ni zastosowane okablowanie. Okablowanie wie ze sob wszystkie elementy sieci i jeli zostanie zainstalowane nieprawidowo, bdzie pewn przyczyn frustracji i niepowodze.
Wybór kart sieciowych jest zatem okrelony przez rodzaj okablowania, jaki ma by wykorzystany do poczenia serwerów i stacji klienckich. Do wyboru jest kabel koncentryczny, kabel wiatowodowy, skrtka nieekranowana i ekranowana. Jeli
w danym budynku jest ju zainstalowane okablowanie, trzeba dobra karty sieciowe, tak aby mogy z nim wspópracowa. Na rysunku 4.2 przedstawiono kilka przykadów okablowania sieciowego.Rysunek 4.2 --> [Author:(null)] .
Typy okablowania sieciowego (kabel koncentryczny BNC, kabel wiatowodowy, ekranowana skrtka ze zczem IBM Token-Ring, nieekranowana skrtka z wtykiem)
Prawidowe dziaanie sieci jest zagroone przez takie zjawiska elektryczne jak przesuchy i zewntrzne zakócenia elektryczne. Przesłuchy pojawiaj si wówczas, gdy pole elektryczne wokó jednego przewodu powoduje generowanie faszywych sygnaów elektrycznych w ssiednim przewodzie. Z kolei ródem zewnętrznych zakłóceń elektrycznych mog by róda wiata, silniki elektryczne, urzdzenia radiowe i wiele innych urzdze. Niekorzystny wpyw przesuchów i zakóce ronie
wraz ze wzrostem prdkoci transmisji sygnaów w sieci. Dlatego nadrzdnym celem kadego systemu okablowania jest utrzymanie minimalnego poziomu przesuchów i zakóce zewntrznych.
Wszystkiego o okablowaniu sieciowym mona dowiedzie si z podrozdziau „Kable sieciowe” w rozdziale 6.
Kabel koncentryczny
Kabel koncentryczny stanowi dobre zabezpieczenie przed przesuchami i zakóceniami zewntrznymi. Utkany z metalu lub folii aluminiowej oplot otacza z zewntrz pojedynczy przewód miedziany, stanowic powan barier dla zakóce elektrycznych. Pierwotnie w instalacjach sieci Ethernet i ARCnet uywany by niemal wycznie kabel koncentryczny.
W jednej z odmian Ethernetu wykorzystywano gruby kabel koncentryczny - szczególnie jako poczenie szkieletowe pomidzy budynkami i pomidzy poszczególnymi kondygnacjami budynku. Jednak instalacja kabla dla Grubego Ethernetu jest trudna. Na próno go szuka w nowych instalacjach, ale 5-10 lat temu by czsto stosowany. Teoretyczna ywotno takich instalacji jest okrelana w dziesitkach lat.
Poniewa kabel koncentryczny jest droszy i zajmuje wicej miejsca w kanaach kablowych, zosta on wyparty przez nieekranowan skrtk dla pocze wewntrz budynków i kable wiatowodowe w poczeniach o wikszym zasigu.
Kable wiatowodowe
Kable wiatowodowe pozwalaj czy ze sob stacje pozostajce w wikszej odlegoci; cze tego rodzaju moe mie zasig kilku kilometrów i nie wymaga instalowania wtórników (repeater), które regenerowayby sygnay.
Œwiatłowód jest dobry do...
Zawsze naley uywa wiatowodów do pocze pomidzy budynkami lub pomidzy odlegymi segmentami budynku. wiatowody zwikszaj zasig sieci, wic szczególnie nadaj si do pocze pomidzy okablowanymi pomieszczeniami. Chocia s ju specyfikacje, wykorzystujce kable miedziane dla sieci Gigabit Ethernet, ze wzgldów praktycznych najlepiej uy w tym celu wiatowodów.
Ponadto wiatowód jest zupenie odporny na zakócenia elektryczne (w omawianych zastosowaniach równie nie wystpuje problem przesuchów - przyp. tum.).
Nadajniki radiowe, spawarki elektryczne, wietlówki i inne róda zakóce elektrycznych nie maj adnego wpywu na impulsy wietlne przesyane wewntrz kabla tego rodzaju. Wielu dostawców oferuje wersje kart sieciowych dostosowane do transmisji wiatowodowej.
Jednak okablowanie wiatowodowe jest drogie. Zalenie od lokalnych stawek roboczogodzin i warunków technicznych w budynku, instalacja tego rodzaju moe kosztowa okoo 200 USD w przeliczeniu na wze sieci. Pocztkowo mylano, e wiatowody zastpi przewody miedziane, przynajmniej w wysoko obcionych zastosowaniach komercyjnych. Jednak postp w technologii systemów kablowych, w szczególnoci moliwo szybkiej transmisji danych poprzez nieekranowan skrtk dwuyow, zmniejszy techniczn przewag wiatowodów.
Skrtka nieekranowana
Skrętka nieekranowana (Unshielded Twisted Pair - UTP) moe speni wszelkie wymagania w zakresie okablowania sieciowego. Szereg organizacji - w tym Electronic Industry Association, Telecommunications Industry Association (EIA/TIA)
i Underwriter's Loboratories (UL) - opracowao standardy okablowania za pomoc kabla UTP.Najlepsza --> [Author:ä´Pëą] inwestycja to UTP
Zarówno dla nowej sieci, jak i dla rozbudowy sieci istniejcej najlepszym wyjciem jest kabel UTP. Instalacje z uyciem tego kabla s uniwersalne i maj due moliwoci rozbudowy. Jednak dla pocze pomidzy budynkami wci najlepsze s wiatowody. Rónice w poziomie zera dla poszczególnych budynków mog by przyczyn trudnych do ustalenia problemów ze wspóprac sieci. Dlatego przy poczeniach tego rodzaju naley zawsze stosowa wiatowody,
a jeli kiedy uyto do nich kabli miedzianych, naley je wymieni na wiatowody.Standardy EIA/TIA 586 opisuj schematy okablowania strukturalnego z uyciem UTP, które s w stanie obsuy najszybsze dostpne poczenia sieciowe pomidzy stacjami roboczymi. Niektóre poczenia z serwerem mog wykorzystywa nowsz technologi, nazywan Gigabit Ethernet, która wymaga okablowania wiatowodowego. Jednak gównym jej zastosowaniem s szkieletowe sieci kampusowe.
Wicej o standardzie Gigabit Ethernet w rozdziale 7.
Skrtka ekranowana
Skrętka ekranowana (Shielded Twisted Pair - STP) pomimo nazwy podobnej do skrtki nieekranowanej, budow ma odmienn. Wizka skrconych ze sob parami przewodów jest tutaj otoczona zewntrznym ekranem z folii aluminiowej lub oplotu miedzianego, którego zadaniem jest redukcja wpywu zewntrznych zakóce elektrycznych. Róne firmy wykorzystuj wasne specyfikacje dla kabli tego rodzaju, chocia standardy IEEE maj zastosowanie do systemów takich jak Token-Ring firmy IBM.
Nie wszystkie kable STP sš równoważne
W rozdziale 6. opisano kilka typów kabli STP. Mona si dowiedzie, e ekranowane kable kategorii pitej s równowane kablom koncentrycznym, jeli chodzi o odporno na zakócenia elektryczne. Jednak kable STP potrzebuj specjalnych zczy, a ich instalacja moe wymaga specjalistycznego sprztu.
Kable z ekranowanej skrtki s drogie i kopotliwe w instalacji. Niektóre, jak na przykad firmy IBM dla sieci Token-Ring, s bardzo grube i szybko wypeniaj kanay kablowe.
Wicej o sieciach Token-Ring w rozdziale 7.
Topologia sieci
Fachowy termin na dzisiaj to topologia. Zarówno w sieciach komputerowych, jak
i w jzyku potocznym termin ten oznacza „ksztat rzeczy”. Topologia fizyczna opisuje przebieg kabli sieciowych czcych poszczególne wzy, topologia logiczna natomiast opisuje przepyw komunikatów pomidzy stacjami sieciowymi. Ukad fizyczny wcale nie musi odpowiada ciekom logicznym.W sieci ARCnet uywa si zwykle schematu okablowania, czyli topologii, w którym kada stacja jest poczona bezporednio z centralnym koncentratorem (tak zwana topologia gwiazdy - przyp. tum.), co redukuje zagroenie dla dziaania sieci w przypadku awarii pojedynczego cza. Podobny koncentrator wystpuje w topologii sieci Token-Ring (sie Token-Ring jest przykadem topologii piercieniowo-gwiadzistej - przyp. tum.). Starsze sieci w standardzie Cienki Ethernet budowane byy na zasadzie szeregowego czenia stacji sieciowych (topologia magistrali - przyp. tum.), co byo ekonomiczne, jeli wzi pod uwag ilo potrzebnego kabla. Jednak takie rozwizanie rodzio ryzyko cakowitej awarii sieci w przypadku uszkodzenia któregokolwiek poczenia. Z powodu tej wady, wspóczesne sieci
w standardzie Ethernet buduje si w topologii gwiazdy, jednak wci dziaa wiele szeregowych instalacji opartych na Cienkim Ethernecie. Fizyczna struktura sieci lokalnej obejmuje wiele elementów: karty sieciowe, koncentratory, okablowanie, serwery wydruków, serwery plików i inne wspópracujce ze sob urzdzenia. Na rysunku 4.3 przedstawiono typow konfiguracj oraz opisano na co naley zwraca uwag w przypadku poszczególnych urzdze i pocze sieciowych.
Rozdzia 7. dotyczy topologii i bardziej praktycznych aspektów architektury sieciowej.
Rysunek 4.3.
Zintegrowana sie dla grupy roboczej obejmuje wiele elementów, w tym karty sieciowe, przynajmniej jeden koncentrator i urzdzenia w rodzaju serwerów dostpowych i routerów, czce sie ze wiatem zewntrznym.
Praktyczna topologia
Praktyczna topologia dla wspóczesnej sieci dowolnej wielkoci - oprócz sieci liczcej tylko dwa wzy - to topologia gwiazdy z centralnym koncentratorem. Jeli jednak trzeba poczy tylko dwa wzy sieci, mona to zrobi bezporednio, wykorzystujc kabel krosowy, który powinien by dostpny u kadego dostawcy sprztu sieciowego. A jeli czonymi wzami s w miar nowoczesne komputery, mona je poczy poprzez porty USB. Potrzebny do tego jest odpowiedni kabel i oprogramowanie, ale takie rozwizanie jest tanie i cechuje si wysoka prdkoci transmisji.
Ying i Yang serwerów z koncentratorem
Pod koniec roku 1991 niektóre firmy, w tym Novell i Artisoft, wprowadziy na rynek koncentratory przeznaczone do instalacji w komputerach penicych rol serwerów. Jednak produkty te nie sprzedaway si dobrze. Koncepcja ta powrócia okoo roku 1996 i znowu nie odniosa powodzenia. Poczenie serwera i koncentratora tylko w pierwszej chwili moe wydawa si interesujce, ale administratorzy sieci s konserwatywni w tym wzgldzie, a koncentratory s niedue i tanie. Jeli zatem pomys powróci w nowym tysicleciu, warto wiedzie, e to nic nowego.
Oprogramowanie
Dziki obecnym standardom i protokoom liczba kombinacji poszczególnych elementów sieciowych (serwerów, kart sieciowych, kabli i oprogramowania) jest niemal nieograniczona. Pozwala to zbudowa sie optymaln pod wzgldem wydajnoci
i ekonomiki.Wiele osób bardziej martwi si o kable i karty sieciowe ni o sieciowe systemy operacyjne. O ile wiedz oni zwykle, e potrzebuj serwera z szybkimi dyskami
i szybkim procesorem, to jednak nie potrafi opisa swych potrzeb dotyczcych oprogramowania sieciowego. A przecie to oprogramowanie umoliwia prac w sieci z pen wydajnoci.To za spraw sieciowych systemów operacyjnych mona korzysta z odlegych zasobów, tak jak z lokalnych. Oprogramowanie sieciowe niweluje rónic w dostpie do plików na dysku lokalnym i na dysku komputera znajdujcego si pitro niej. Dziki niemu mona drukowa na drukarce oddalonej od komputera o kilkaset metrów - a nawet o kilka tysicy kilometrów - tak, jakby bya ona podczona do portu równolegego naszego komputera. Podobnie mona korzysta z sieciowych modemów i innych urzdze komunikacyjnych, jak gdyby byy one podczone do lokalnego portu szeregowego komputera.
O oprogramowaniu sieciowym praktycznie
Zwycizc i mistrzem jeli chodzi o oprogramowanie klienta sieci s niektóre wersje Microsoft Windows. Windows 95, 98, NT i 2000 zawieraj wbudowane moduy klienta sieci i mog wspópracowa
z wieloma systemami operacyjnymi serwerów.Wiksza rywalizacja panuje wród systemów dla serwerów. NetWare firmy Novell wci ma duy udzia w rynku, a róne odmiany Linuksa/Uniksa walcz o prymat z Windows NT/2000 w niektórych zastosowaniach serwerów. Tak ogólnie przedstawia si problem oprogramowania sieciowego.
Architektura sieciowych systemów operacyjnych cechuje si wielozadaniowoci
i wielodostpnoci. System operacyjny komputera biurkowego odbiera po kolei dania od programów uytkowych i tumaczy je na czynnoci, które maj by wykonane przez monitor, napd dysków i inne urzdzenia peryferyjne. Natomiast sieciowe systemy operacyjne odbieraj dania usug od wielu programów uytkowych jednoczenie i realizuj je za pomoc zasobów sieciowych, efektywnie wiadczc te same usugi dla rónych uytkowników.
Znacznie wicej informacji o strukturze oprogramowania sieciowego mona znale w podrozdziale „Oprogramowanie klienta PC” w rozdziale 8.
Niewidzialne i moduowe
Idealne oprogramowanie sieciowe powinno by niewidoczne dla uytkownika. Powinno ono udostpnia dodatkowe zasoby bez koniecznoci interesowania si, gdzie si one znajduj i jak s przyczone.
Od strony strukturalnej oprogramowanie sieciowe dzieli si na wiele moduów. Wikszo z nich znajduje si na maszynie, która dziaa jako serwer danych, drukarek lub zasobów komunikacyjnych. Jak jednak pokazano na rysunku 4.4, kilka wanych moduów programowych musi zosta zainstalowanych na kadej stacji roboczej, a czasem na urzdzeniach wstawionych pomidzy stacj robocz a sie.
Rysunek 4.4.
Wspódziaanie oprogramowania
i sprztu sieciowego
Rysunek 4.4 przedstawia sposób, w jaki oprogramowanie sieciowe oddziauje na sprzt i oprogramowanie stacji roboczej (z lewej) i serwera (z prawej).
Dla stacji roboczej i serwera warstwa sprztowa pokazana jest w dolnej czci rysunku; wszystko, co znajduje si powyej to oprogramowanie.
Strzaki pokazuj kierunek przepywu komunikatów; dania usug i danych oraz odpowiedzi na te dania.
Stacja robocza peni tu rol wycznie klienta, bez adnych moliwoci udostpnienia swoich zasobów innym stacjom sieciowym. Ma ona takie same elementy sprztowe (napdy dysków, monitor, klawiatur, i tym podobne), BIOS (Basic Input/Output System - oprogramowanie wice sprzt z systemem operacyjnym) oraz system operacyjny, co wszystkie komputery PC, bez wzgldu na to, czy s podczone do sieci.
Przybliżajšc odległe zasoby
Oprogramowanie sieciowe jest wane, poniewa w niewidzialny sposób sprawia, e wspóuytkowane w sieci napdy dysków, drukarki i cza komunikacyjne wygldaj, jak gdyby byy podczone do lokalnego komputera. Na komputerze uywa si tych samych edytorów tekstu, arkuszy kalkulacyjnych, przegldarek internetowych i innego oprogramowania, których uywaoby si, gdyby komputer nie by podczony do sieci lokalnej, a aplikacje te „widz” dyski udostpniane w sieci LAN pod kolejnymi oznaczeniami literowymi, np. D:, czy E:.
Do dziaania sieci LAN potrzebnych jest kilka dodatkowych elementów sprztowych (karty i kable sieciowe) i programowych (readresatory, oprogramowanie warstwy sieci i sterowniki).
Programy uytkowe dziaajce na stacjach roboczych mog mie wbudowane pewne atrybuty sieciowe, na przykad automatyczn blokad rekordów lub plików. Jednak te funkcje oprogramowania nie s konieczne, poniewa nawet te aplikacje, które nie byy projektowane do pracy w sieci, mog by w sieci uywane.
Modu readresatora (redirector) peni rol porednika pomidzy programami uytkowymi i systemem operacyjnym stacji roboczej, takim jak DOS, Windows lub UNIX. Jego zadaniem jest przechwytywanie wysyanych przez oprogramowanie pewnych polece dla systemu operacyjnego, na przykad - dostpu do plików. Kady readresator dla komputera PC jest zaprogramowany tak, aby kierowa wywoaniem niektórych zada poprzez sie (na przykad daniem danych, które znajduj si na dysku niepodczonym do lokalnego komputera).
Co to jest serwer?
Sowo serwer ma kilka znacze odnoszcych si do funkcji i do formy fizycznej. Niektóre serwery dziaaj wewntrz komputerów PC,
a niektóre s autonomicznymi urzdzeniami specjalnego przeznaczenia, takimi jak serwery wydruków, serwery faksów i serwery komunikacyjne. A zatem termin „serwer” moe odnosi si do funkcji realizowanej programowo, moe to by specjalnie wyposaony komputer lub zamknite urzdzenie o okrelonym przeznaczeniu, zawierajce wasny procesor i oprogramowanie.Dziki readresatorowi aplikacje PC mog atwo skorzysta z zasobów sieciowych, adresujc odpowiedni napd dysków.
Inny modu oprogramowania - sterownik karty sieciowej - przesya dane pomidzy readresatorem a kart sieciow klienta PC. Sterownik ten jest napisany specjalnie do obsugi karty sieciowej danego typu. Wielu producentów poprzez wspóprac
z Microsoftem zapewnio sobie, e sterowniki do ich kart sieciowych s dostpne
w systemie operacyjnym Windows. Inni natomiast doczaj do karty sieciowej dyskietk lub dysk CD ze sterownikami. Najnowsze wersje sterowników mona z reguy znale na stronach WWW producentów.Karta sieciowa jest umieszczana w gniedzie rozszerze stacji roboczej. We wspóczesnych sieciach okablowanie i protokó dostpu do nonika s zwykle niezalene od oprogramowania sieciowego. Karty sieciowe w swoich pamiciach tylko-do-odczytu zawieraj programy, które zarzdzaj tworzeniem i transmisj pakietów danych w sieci.
Na kocu kabla podczonego do interfejsu stacji roboczej znajduje si serwer z dodatkowym, specjalizowanym oprogramowaniem dla sieci LAN i wasn kart sieciow. Tak jak na kadym innym komputerze na serwerze dziaa system operacyjny. Czasami jest to Windows 95 lub 98, ale czciej bywa nim bardziej wydajny wielozadaniowy sieciowy system operacyjny w rodzaju Windows NT Server, Windows 2000, niektóre wersje NetWare Novella lub Solaris Suna. W niektórych sieciach moliwe jest uruchamianie programów uytkowych na serwerze i korzystanie z nich w trybie terminala sieciowego. Poza tym na serwerze dziaaj sieciowe programy narzdziowe, umoliwiajce buforowanie wydruków, kontrol i inne funkcje sieci LAN.
Wspópracujc ze sob, moduy programowe realizuj podstawowe czynnoci oprogramowania sieciowego. Krotko mówic - oprogramowanie sieciowe rozpoznaje uytkowników, wie z ich identyfikatorami przydzielone wczeniej uprawnienia i przez odpowiedni serwer kieruje ich dania do realizacji.
Kiedy serwer nie jest serwerem?
W systemach operacyjnych Windows koncepcje równorzdnoci (peer-to-peer) i dedykowanego serwera trac wyrazisto. Kady PC z systemem Windows moe dziaa jako serwer dla dziesiciu równoczenie zalogowanych uytkowników. Pakiety serwerów Windows NT
i Windows 2000 s w stanie obsuy jednoczenie setki klientów. Jednak na tych „serwerach” mog równoczenie dziaa aplikacje,
w rodzaju edytora tekstu, poniewa dziaaj one w rodowisku Windows. Zupenie inaczej sprawa wyglda w systemie NetWare. Tu na serwerze nie da si uruchomi zwykego programu uytkowego.Cechy systemów operacyjnych
Wybierajc konkretny system operacyjny, trzeba wzi pod uwag nastpujce cechy:
Serwery dedykowane kontra rozwišzania współużytkowania. Systemy operacyjne Windows 95/98 umoliwiaj kademu komputerowi w sieci dostp do dysków, drukarek i innych zasobów.
Zwiększanie wydajnoœci
Aby zapewni optymaln wydajno komputerowi intensywnie uywanemu jako serwer plików i wydruków pod Windows 95/98, naley uy opcji system z panelu sterowania.
Te same --> [Author:(null)] moliwoci maj systemy Windows 2000 i Windows NT. Inne systemy operacyjne, takie jak Novell NetWare i Banyan VINES (system ju nieprodukowany,
a firma zmienia nazw i profil - przyp. tum.) wymagaj dedykowanego serwera.Rozwizania wspóuytkowania zasobów (nazywane równie równorzdnym wspóuytkowaniem zasobów) pocigaj zwaszcza w maych instalacjach, gdzie koszt dedykowanego serwera jest znaczcy. Wspóuytkowanie zasobów stacji roboczej zawsze spowalnia dziaanie aplikacji lokalnych, podczas gdy w przypadku serwera dedykowanego, wydajno sieci jest znacznie wiksza. Jednak wiele komputerów PC z procesorem Pentium ma do mocy, aby obsuy lokalne zadania przetwarzania
i zadania serwera.Odpornoœć na awarie. Jeli w sieci realizowane s operacje o znaczeniu krytycznym dla firmy lub systemu bezpieczestwa, system operacyjny moe zwikszy moliwo ich pomylnej realizacji. Tak zwane odporne na awarie systemy operacyjne prowadz lustrzany zapis operacji dyskowych lub nawet utrzymuj powielon konfiguracj caego serwera. W przypadku awarii dysku lub serwera, dziaanie przejmuje kopia lustrzana. NetWare
i Windows NT udostpniaj szereg opcji podnoszcych odporno systemu na awarie.Aplikacje wykonywane na serwerze. W typowych sieciach komputerów PC programy uytkowe wykonywane s na stacjach roboczych, a na serwerach dziaaj tylko programy obsugujce system zabezpiecze i wspóuytkowanie zasobów. Taka organizacja przewanie spenia swoje zadanie, jednak niektóre zadania intensywnie korzystajce z dysku efektywniej jest wykonywa na serwerze (dotyczy to na przykad indeksowania bazy danych lub kompilowania kodu ródowego programu). Wszystkie wspóczesne sieciowe systemy operacyjne mog uruchamia okrelone zadania aplikacyjne na serwerze, zwikszajc efektywno (i zoono) operacji w przypadku systemów, które atwo przeciy intensywnym uyciem dysku.
Pamięć serwera. Pami RAM w serwerze wykonuje wane zadania, takie jak buforowanie danych pomidzy kart sieciow a dyskiem oraz wczytywanie bloków danych z dysku do pamici podrcznej, tak aby byy one szybciej dostpne. 128 MB powinno wystarczy dla typowego serwera, chocia 256 MB da lepsze osigi.
Zarzšdzanie sieciš. Kada sie do prawidowego dziaania potrzebuje osoby, która bdzie oficjalnie dziaa jako administrator systemu.Trzeba si zastanowi na wyborem programów narzdziowych, które umoliwi administratorowi sporzdzanie raportów dotyczcych tego, kto korzysta z sieci
i monitorowanie jej obcienia. Narzdzia te s istotne z punktu widzenia poprawy wydajnoci i kosztów kontroli.Narzędzia diagnostyczne. Niektóre sieciowe systemy operacyjne posiadaj programy narzdziowe, których mona uy do diagnozowania problemów i konfigurowania optymalnego dziaania serwera. Programy te udostpniaj informacje o bdnych pakietach i bdach w sieci, a take mog obejmowa narzdzia do obsugi wspópracy dysku z pamici podrczn.
Bezpieczeństwo. Podstaw systemu zabezpiecze s zwykle hasa uytkowników. W najlepszych systemach istniej róne poziomy dostpu
i róne uprawnienia uytkowników (w tym do odczytu, zapisu, modyfikacji, tworzenia i zmiany). Inne elementy zabezpiecze to ochrona hasem zasobów, na przykad napdów dysków, podkatalogów lub nawet poszczególnych plików, a take moliwo kontroli dostpu na podstawie godziny i dnia tygodnia.Poczta elektroniczna. Ju tylko dobry system poczty elektronicznej moe uzasadni inwestycje w budow sieci LAN. Jednak proste do niedawna systemy pocztowe, które koncentroway si na przechowywaniu i przesyaniu wiadomoci ewoluoway w systemy rozpowszechniania komunikatów. Systemy takie udostpniaj architektur, która umoliwia wielu rodzajom programów uytkowych identyfikowa uytkowników w sieci i przesya informacj pomidzy programami. Systemy rozpowszechniania komunikatów, zapocztkowane przez interfejs MAPI (Messaging Application Program Interface) Microsoftu, mog realizowa przydatne zadania, w rodzaju automatycznego zapisywania wiadomoci gosowej w pliku dwikowym i przesyania go poczt elektroniczn.
Buforowanie drukowania. Kiedy kilka stacji sieciowych korzysta z drukarki podczonej do centralnego serwera, zadania drukowania s zapisywane
w specjalnym pliku zwanym buforem wydruków (spool). Nastpnie zadania te s ustawiane w kolejk do drukarki. Kady uytkownik powinien mie moliwo sprawdzenia pozycji swojego zadania w kolejce i usunicia zada wysanych omykowo. Administrator sieci powinien mie moliwo zmiany priorytetu zada w kolejce wydruków i przypisywania priorytetów pewnym uytkownikom.
|
|
|
Pierwsze zabezpieczenie to zamknięcie drzwi Chocia oprogramowanie sieciowe zawiera narzdzia zwizane z zabezpieczeniami, wikszo problemów z bezpieczestwem bierze si ze zych praktyk administracyjnych w firmie. W porównaniu z problemami spowodowanymi niewaciw obsug hase, sab kontrol dostpu fizycznego i sab strukturalizacj kontroli dostpu, zagroenia ze strony hakerów s niewielkie. |
Skróty i terminy zwizane z sieci
Zanim bdzie mona mówi o penym zrozumieniu zagadnie zwizanych z sieciami, trzeba nauczy si jzyka sieci. Przynajmniej kiedy szef zapyta nastpnym razem, co sdzimy o migracji firmy do SAA, bdziemy wiedzie, e nie chodzi mu o przeniesienie siedziby firmy w rejon anomalii poudniowo-atlantyckiej (South Atlantic Anomaly). Poniszy przewodnik powinien pomóc rozszyfrowa skróty
i terminy fachowe, którymi tak gadko posuguj si ludzie z brany.
Model OSI opracowany przez ISO
Poniewa dobrze jest mie pewn struktur, do której mona przypisa skróty
i terminy, na pocztek zostanie wprowadzone pojcie modelu OSI opracowanego przez ISO. Midzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (International Standards Organization - ISO) z siedzib w Genewie zajmuje si tworzeniem standardów, midzy innymi na potrzeby midzynarodowej i narodowej transmisji danych. Amerykaskim przedstawicielem ISO jest Instytut ANSI (American National Standards Institute). Na pocztku lat siedemdziesitych organizacja ISO opracowaa standardowy model systemów komunikacji danych i nazwaa go modelem Współdziałania systemów otwartych (Open Systems Interconnection - OSI).
Model OSI skada si z siedmiu warstw, opisujcych procesy zachodzce podczas poczenia terminala z komputerem lub komputera z innym komputerem. Model ten zosta opracowany z myl o uatwieniu budowy systemów, w których mogyby ze sob wspópracowa urzdzenia pochodzce od rónych producentów.
Inne modele systemów transmisji danych to SNA (Systems Network Architecture) IBM oraz DNA (Digital Network Architecture) firmy Digital Equipment Corporation, które powstay jeszcze przed modelem OSI.
|
|
|
Praktyczna rada dotyczšca modelu OSI Siedmiowarstwowy model OSI nie wyznacza pocztku ani koca sieci komputerowych. Obecnie model ten jest raczej struktur skostnia. Dzisiejsze produkty nagminnie ami podziay pomidzy poszczególnymi warstwami. Jednak mówi si o przecznikach warstwy drugiej i trzeciej, zaporach firewall warstwy szóstej i siódmej oraz w inny sposób odnosi si do tego modelu. Cigle te uywa si go do opisu sposobu dziaania rónych produktów i przebiegu niektórych procesów. Zrozumienie tego modelu jest wci niezbdne do swobodnego poruszania si w wiecie sieci komputerowych. |
Przekadaniec OSI
O modelu OSI mona myle, jak o wielowarstwowym torcie, takim jak przedstawiony na rysunku 4.5. Podstaw wszystkich wyszych warstw jest znajdujca si najniej warstwa fizyczna, któr tworz przewody i zcza.
Rysunek 4.5. Warstwy modelu OSI |
|
A oto warstwy modelu OSI:
7) Warstwa aplikacji. Na tym poziomie oprogramowanie jest zgodne z obowizujcymi standardami stylu obsugi.
6) Warstwa prezentacji. W tej warstwie dane s formatowane do wywietlania oraz na potrzeby okrelonego sprztu.
5) Warstwa sesji. Warstwa ta okrela standardowe metody przesyania danych pomidzy aplikacjami.
4) Warstwa transportowa. Oprogramowanie tej warstwy jest szczególnie wane w sieciach lokalnych. Odpowiada ono za niezawodny transfer pakietów pomidzy stacjami.
3) Warstwa sieci. Oprogramowanie dziaajce w tej warstwie udostpnia interfejs pomidzy warstw fizyczn i warstw cza danych a oprogramowaniem wyszych warstw, które odpowiada za nawizanie i utrzymanie poczenia.
2) Warstwa cza danych. Ta warstwa odpowiada za skuteczny transport informacji w warstwie fizycznej. Jej zadaniem jest synchronizacja bloków danych, rozpoznawanie bdów i sterowanie przepywem danych.
1) Warstwa fizyczna. Najbardziej podstawowa warstwa zaangaowana w transmisj strumienia danych poprzez fizyczne przewody. Sprzt i oprogramowanie dziaajce na tym poziomie obsuguje róne typy zczy, sygnalizacj i schematy wspóuytkowania nonika transmisyjnego.
Warstwa fizyczna
Warstwa fizyczna zapewnia poczenia elektryczne i sygnalizacj. Wysze warstwy komunikuj si poprzez t warstw. Skrtka, wókna wiatowodowe i kable koncentryczne nale do warstwy fizycznej.
Prawdopodobnie najczciej uywanym standardem warstwy fizycznej jest RS-232, standard instalacji elektrycznej i sygnalizacji, definiujcy funkcje poszczególnych styków zcza oraz poziom napicia w przewodzie, któremu odpowiada 1 lub 0. W Europie uywany jest standard o symbolu V.24, który jest bardzo zbliony do RS-232.
Zagadnieniom zwizanym z warstw fizyczn powicone s rozdziay 5, 6 i 7. Ogólnie rzecz biorc jest to dziedzina kabli, kart sieciowych i koncentratorów.
|
|
|
Warstwa MAC Czasem mona si spotka z odwoaniami do adresu warstwy MAC. Kada karta sieciowa ma unikatowy adres. Adresy dla sieci Ethernet lub Token-Ring s przypisywane na etapie produkcji karty. Niektóre urzdzenia, takie jak zaawansowane koncentratory i przeczniki, uywaj tych adresów do sterowania ruchem w sieci. |
Warstwa cza danych
Po zestawieniu pocze fizycznych i elektrycznych naley si zaj sterowaniem strumieniem danych przepywajcym pomidzy systemami po obu stronach cza. Warstwa cza danych modelu OSI pracuje podobnie jak nadzorca wza kolejowego, który zestawia wagony w pocig. Na tym poziomie funkcjonalnym znaki s czone w komunikat i sprawdzane przed wysaniem w drog. Tu równie odbierane s sygnay - „przesyka dotara w caoci”, wysyane przez „nadzorc” jeli zdarzy si katastrofa, dokonuje si rekonstrukcji komunikatu. („Kierowanie pocigów” od stacji do stacji to zadanie warstwy sieciowej).
Warstwa cza danych moe uywa wielu protokoów, w tym HDLC (High-Level Data Link Control), komunikacji bisynchronicznej i ADCCP (Advanced Data Communications Control Procedures). Nie trzeba zna szczegóów adnego z tych protokoów; wystarczy sobie wyobrazi, e kieruj one „pocigi danych” na waciwe tory i kontroluj, czy bezpiecznie dotary do celu. W systemach komunikacyjnych opartych na komputerach PC funkcje warstwy cza danych realizuj zwykle specjalne ukady scalone na kartach sieciowych (zamiast odrbnego oprogramowania).
Niektóre programy w komunikacji PC-tów dziaaj podobnie do protokoów warstwy cza danych. Jeli podczas przesyania plików do detekcji bdów i retransmisji uywany jest protokó FTP, Xmodem lub DART firmy Crosstalk, protokoy warstwy cza danych s realizowane przez programy uytkowe.
Warstwa sieci
W sieciach rozlegych jest zwykle wiele rónych dróg, którymi mona przesa acuch znaków (utworzony przez warstw cza danych) z jednego punktu geograficznego do drugiego. Trzecia warstwa modelu OSI - warstwa sieci - w oparciu
o stan sieci, priorytety usug i inne czynniki decyduje, któr fizyczn ciek powinny wybra dane.
Oprogramowanie warstwy sieci znajduje si zwykle w przecznikach, gdzie w sieci. Karta sieciowa w komputerze musi jedynie zestawi blok danych w taki sposób, aby oprogramowanie sieciowe mogo go rozpozna i odpowiednio skierowa.
Dawno temu w warstwie sieciowej funkcjonowao wiele wanych produktów
z firm, takich jak IBM czy Digital, jednak dziedzina ta opiera si przede wszystkim na zgodnoci i wydajnoci, a nie na rónorodnoci. Dzisiaj walk w warstwie sieciowej wygra protokó IP. W wikszoci wspóczesnych sieci od szczegóów IP zaley adresowanie, routing i obsuga pakietów danych. Najczciej protokó IP wystpuje w parze ze swoj warstw transportow - TCP i wieloma innymi protokoami, skadajcymi si na wielk rodzin protokoów TCP/IP.
|
|
|
Protokoy IP i TCP maj kluczowe znaczenie dla dzisiejszych sieci. Ich szczegóowy opis mona znale w rozdziale 8. |
Warstwa transportowa
Warstwa transportowa to czwarta warstwa modelu OSI, która peni wiele funkcji zbienych do warstwy sieciowej, z t jednak rónic, e peni je lokalnie. Zadania warstwy transportowej realizowane s przez sterowniki oprogramowania sieciowego. Ta warstwa peni rol dyspozytora wza kolejowego, który przejmuje kierowanie, gdy zdarzy si katastrofa. W przypadku awarii sieci oprogramowanie warstwy transportowej wyszukuje alternatywne trasy i ponownie wysya pakiety danych, a transmisja si powiedzie lub próbuje osign predefiniowany limit czasu. Oprogramowanie to obsuguje równie kontrol jakoci, sprawdzajc, czy odebrane dane s w prawidowym formacie i w odpowiedniej kolejnoci.
Te moliwoci formatowania i porzdkowania staj si wane, kiedy programy warstwy transportowej implementuj poczenia pomidzy rónymi typami komputerów. Podczas gdy warstwa cza danych liczy elementy „pocigu danych”, warstwa transportowa otwiera je i sprawdza, czy ich zawarto jest w porzdku.
Sieci komputerów rónych typów mog uywa kilku protokoów warstwy transportowej. Najbardziej popularnym z nich jest Transmission Control Protocol (TCP), opracowany przez Departament Obrony (Depertment of Defense - DoD) Stanów Zjednoczonych, a obecnie sprzedawany przez wielu producentów jako cz pakietu protokoów TCP/IP. Trzy powszechnie uywane protokoy, które realizuj funkcje warstwy transportowej w sieciach komputerów PC, to NetBIOS, TCP i Internet Packet Exchange (IPX) firmy Novell. W kadej stacji sieciowej znajduje si przynajmniej jeden modu programowy warstwy transportowej, który przekazuje do sieci wywoania pomidzy programami uytkowymi.
Warstwa sesji
Warstwa pita, czyli warstwa sesji, jest czsto bardzo istotna w sieciach komputerów PC. Funkcje tej warstwy umoliwiaj bowiem dwóm aplikacjom (lub dwóm czciom tej samej aplikacji) porozumiewanie si ze sob poprzez sie, w celu realizacji procedur bezpieczestwa, rozpoznawania nazw, logowania, procedur administracyjnych i innych.
Moduy programowe, takie jak NetBIOS lub nazwane potoki (named pipes), czsto odchodz od modelu ISO i realizuj jednoczenie funkcje warstwy transportowej
i warstwy sesji, std trudno wymieni jakikolwiek popularny program, który byyby charakterystyczny wycznie dla tej warstwy.
Warstwa prezentacji
Warstwa prezentacji jest odpowiedzialna za to, co wida na ekranie. Ponadto moe ona obsugiwa szyfrowanie i niektóre specjalne formaty plików. Jej zadaniem jest formatowanie ekranów i plików, aby wyglday tak, jak tego chcia programista.
Warstwa prezentacji to dziedzina kodów sterujcych, specjalnych znaków graficznych i zestawów znaków. Doskonaym przykadem protokou warstwy prezentacji jest protokó HTTP (Hypertext Transfer Protocol), uywany do formatowania informacji, które skadaj si na strony WWW. Oprogramowanie warstwy prezentacji steruje równie drukarkami, ploterami i innymi urzdzeniami peryferyjnymi. Wiele funkcji warstwy prezentacji realizuje system Microsoft Windows.
Warstwa aplikacji
Leca na samym wierzchu warstwa aplikacji obsuguje uytkownika. Znajduje si ona tam, gdzie rezyduje sieciowy system operacyjny i programy uytkowe, a jej zadaniem jest niemal wszystko; wspóuytkowanie plików, buforowanie zada wydruków, poczta elektroniczna, zarzdzanie baz danych i wiele innych czynnoci. Standardy obowizujce w tej górnej warstwie s nowe, na przykad SAA (Systems Application Architecture) IBM i obsuga komunikatów X.400 dla poczty elektronicznej. W pewien sposób ta warstwa jest najwaniejsza, poniewa jest bezporednio kontrolowana przez uytkownika.
Niektóre funkcje, takie jak protokoy transmisji plików, dziaaj z poziomu warstwy aplikacji, ale wykonuj zadania waciwe dla niszych warstw. To troch tak, jak gdyby dyrektor wza kolejowego zajmowa si niekiedy sprztaniem wagonów.
Oto wierzchoek modelu ISO OSI. Idee s cakiem proste, ale nad zdefiniowaniem standardu dla maego fragmentu kadej warstwy pracuj dziesitki komitetów, a to, czyja idea zwyciy, rozstrzyga si w powanej politycznej walce. My jednak idziemy dalej, majc pewien obraz modelu i próbujc dopasowa do niego poznan terminologi.
Protokoy
Bodaj najwicej fachowej terminologii dotyczy protokoów. Podobnie jak sygnay wymieniane w bejsbolu pomidzy apaczem i miotaczem, protokoły reprezentuj porozumienie pomidzy dwoma czciami sieci dotyczce sposobu przesania danych. Chocia ich nie wida i bardzo niewiele osób moe powiedzie, e je rozumie, ich wpyw na wydajno systemu jest imponujcy. Sabo zaimplementowany protokó moe spowolni transfer danych, ale oprogramowanie zgodne ze standardowym protokoem umoliwia komunikacj pomidzy dwoma rónymi systemami. Na przykad protokó TCP/IP umoliwia transfer danych pomidzy komputerami
o rónych architekturach i systemach operacyjnych.
Kluczowe elementy protokoów to skadnia, semantyka i synchronizacja. Składnia okrela poziomy uywanych sygnaów oraz formaty, w jakich przesya si dane. Semantyka koncentruje si wokó struktury informacji wymaganej do koordynacji poszczególnych komputerów i do obsugi danych. Synchronizacja obejmuje dopasowanie prdkoci oraz buforowanie (dziki czemu komputer z poczeniem Ethernet 10 Mb/s moe wymienia dane z komputerem w sieci Fast Ethernet 100 Mb/s), a take ustawianie danych we waciwej kolejnoci (gdyby si pomieszay podczas transmisji).
Wszystkie te funkcje opisuj protokoy. Poniewa s one implementowane w rzeczywistych produktach, czsto nie s zupenie zgodne z modelem OSI z powodu pewnych zaszoci historycznych albo dlatego, e twórcy produktu po prostu nie mogli si powstrzyma, aby nie doda czego od siebie.
Standardy IEEE 802.X
Instytut Inynierów Elektryków i Elektroników (Institute of Electrical and Electronics Engineers - IEEE) opracowa zestaw standardów obejmujcych okablowanie, topologi fizyczn, topologi elektryczn i schematy dostpu dla produktów sieciowych.
Struktura komisjii IEEE jest numerowana zgodnie z zasadami systemu klasyfikacji Deweya. Komisja ogólna pracujca nad tymi standardami ma numer 802. Róne podkomisje - oznaczane numerami po kropce dziesitnej - pracuj nad rónymi wersjami standardów.
Standardy te opisuj protokoy uywane w dwóch najniszych warstwach modelu OSI (warstwie fizycznej i warstwie cza danych). Nie wychodz one ponad te warstwy, dlatego powoanie si na numer standardu IEEE w odpowiedzi na pytanie „jakiej sieci uywasz?”, nie wyczerpuje tematu. Kompletna odpowied musi równie okrela interfejs sieciowy, a w tym protokoy dostpu do nonika, sam nonik oraz oprogramowanie sieciowe.
Zacznijmy od dwóch standardów komisji IEEE 802 odnoszcych si do sieci lokalnych dla komputerów PC: 802.3 i 802.5. Póniej zostanie przedstawiona praca podkomisji 802.6.
|
|
|
Standardy IEEE oraz wicej szczegóów na temat operacji sieciowych mona znale w podrozdziale „IEEE 10Base-T i 100Base-T” w rozdziale 7. |
IEEE 802.3 i 802.5
Standard IEEE 802.5 opisuje architektur Token-Ring. Praca tej komisji jest z uwag ledzona i wspierana przez IBM. Standard ten opisuje protokó dostpu do nonika z przekazywaniem etonu, uywany w stacjach sieciowych poczonych
w specjalny sposób, czcy elektryczn topologi piercienia z fizyczn topologi gwiazdy.
System Token-Ring IBM mia due znaczenie w segmencie korporacyjnych systemów przetwarzania danych z uwagi na obsug wielu interfejsów pozwalajcych czy sieci Token-Ring z systemem mainframe. W opracowanej przez IBM architekturze SAA (Systems Applications Architecture) komputery typu mainframe - na równi z PC-tami - wspóuytkuj dane w sieci.
Chocia trudno spotka obecnie - jeli w ogóle mona - nowe instalacje sieci Token-Ring, systemy zgodne ze standardem 802.5 wci przesyaj wiele danych
w wanych aplikacjach.
Standard IEEE 802.3 natomiast przej wiele cech z wczesnych rozwiza sieci Ethernet. Wykorzystuje si w nim sygnalizacj wielokrotnego dostpu do nonika
z wykrywaniem nonej (CSMA) w elektrycznej topologii magistrali. Standard ten umoliwia stosowanie kilku rodzajów okablowania. Jedno z rozszerze specyfikacji 802.3 wprowadza sygnalizacj z prdkoci 100 Mb/s i powszechnie nazywa si standardem Fast Ethernet lub 100Base-T. Czci tej rodziny jest Gigabit Ethernet, oznaczany równie 1000Base-F.
Karty sieci Ehernet dla komputera PC wytwarzaj dziesitki producentów. Niemal równie szeroko dostpne s podobne karty zaprojektowane dla popularnych minikomputerów. Nawet IBM opcjonalnie wyposaa w port Ethernetu swój komputer minimainframe - 9370.
IEEE 802.6
Sieci metropolitalne lub sieci MAN (Metropolitan Area Network) tworz podkategori 802.6 zestawu standardów IEEE 802. Sieci metropolitalne mog przybiera rón form, ale terminem tym najczciej okrela si sie szkieletow z kabli wiatowodowych, która pokrywa swym zasigiem obszar kilkuset kilometrów kwadratowych. Lokalni operatorzy (to jest lokalne firmy telekomunikacyjne) oferuj szerok ofert moliwoci podczenia do sieci MAN, podobnie jak wielu operatorów sieci telewizji kablowych. Wiele organizacji instaluje wasne systemy mikrofalowe dla obwodów sieci MAN, jednak wikszo dzierawi cza od lokalnych operatorów. W Stanach Zjednoczonych taryfy usug sieci MAN mog by regulowane przez specjalnie do tego powoane komisje stanowe.
Operatorzy sieci MAN oferuj zwykle usugi o jednostkowym pamie 1,544 Mb/s (w Europie 2 Mb/s - przyp. tum.), a wiadczone przez nich usugi szkieletowe mog zaoferowa przepustowo rzdu 80 Mb/s. Standard 802.6 odwouje si do topologii Distributed Queue Dual Bus (podwójna magistrala z rozproszonymi kolejkami). W topologii wykorzystuje si wielowóknowe kable wiatowodowe ze specjalnym wyposaeniem umieszczanym w kadym punkcie dostpowym w celu „wtoczenia” danych w sie.
Sieci rozlege (WAN) z reguy cz miasta. Specjalistyczni operatorzy sieci rozlegych dzierawi cza organizacjom i firmom telekomunikacyjnym w celu budowy sieci WAN. U operatorów tych mona wykupi usugi o dowolnej prdkoci, jednak podstawow, powszechnie spotykan jednostk jest 1,544 Mb/s.
|
|
|
Usługi sieci MAN W wikszych miastach usugi sieci MAN mona zwykle wykupi w wielu firmach, takich jak lokalne firmy telekomunikacyjne, operatorzy sieci telewizji kablowej oraz specjalistyczni operatorzy posiadajcy wasne kable w obszarze miejskim. W mniejszych miejscowociach wybór ten ograniczony jest najczciej do lokalnej firmy telekomunikacyjnej. |
|
|
|
Róne cza sieci WAN zostan omówione w rozdziale 12. |
czenie segmentów sieci LAN
Ze wzgldu na straty mocy ograniczona jest odlego, jak mog przeby sygnay. W sieci Ethernet sygna moe zazwyczaj przeby maksymalnie 300 m; w sieci Token-Ring najwyej 180 m. Do przekazywania sygnaów na dalsze odlegoci - na przykad do innych sieci LAN lub do sieci rozlegych - oraz do ich regeneracji w sieciach stosuje si wtórniki, mosty, routery i bramy.
Wtórniki (repeaters) funkcjonuj adekwatnie do swojej nazwy; powtarzaj sygnay pomidzy sekcjami kabla sieciowego. W nowych sieciach do trudno bdzie spotka te stosunkowo proste urzdzenia. Wtórniki przekazuj sygnay w obydwu kierunkach, nie stosujc adnej dyskryminacji. Wiele urzdze, w rodzaju mostów
i routerów, sprawdza dane przenoszone przez sygna, aby stwierdzi, czy maj by one rzeczywicie przesane do nastpnego segmentu.
Mosty (bridge) umoliwiaj poczenie dwóch sieci lokalnych i pozwalaj stacjom
z jednej sieci na korzystanie z zasobów udostpnianych w drugiej sieci. Mosty uywaj protokou sterowania dostpem do nonika (Media Access Control - MAC) w warstwie fizycznej sieci. Mog one czy noniki rónego typu, na przykad wiatowód z cienkim kablem koncentrycznym 802.3, o ile w obydwu przypadkach uywany jest ten sam protokó warstwy MAC (na przykad Ethernet).
Routery dziaaj w warstwie sieci modelu OSI. Router sprawdza adres kadej wiadomoci i decyduje, czy adres ten odnosi si do lokalizacji poza mostem. Jeli wiadomo nie musi by przesana poprzez most i generowa ruchu w lecej za nim sieci, router nie przesya jej. Routery s w stanie dokonywa translacji danych dla wielu rónych rodzajów okablowania i systemów sygnalizacji. Na przykad mog przesya wiadomoci z sieci Ethernet do sieci z komutacj pakietów poprzez modemy podczone do szybkich, dzierawionych linii telefonicznych.
Bramy (gateway), które dziaajc w warstwie sesji, umoliwiaj komunikacj pomidzy sieciami, w których uywane s cakowicie róne protokoy. W sieciach komputerów PC bramy stanowi punkt poczenia z hostami, na przykad komputerami typu mainframe firmy IBM. Wicej informacji o mostach, routerach i bramach znajdzie Czytelnik w rozdziale 10.
|
|
|
Routery bezprzewodowe Tak zwane „punkty dostpowe” uywane w bezprzewodowych sieciach lokalnych s mostami. cz one odmienne noniki sieci Ethernet i adaptery bezprzewodowych sieci radiowych. |
Protokoy wyszego poziomu
Przemierzajc warstwy modelu OSI, przyjrzyjmy si technikom (i terminologii) uywanym przez rónych dostawców oprogramowania dla sieci LAN na potrzeby protokoów warstwy transportowej i warstwy sesji.
Brak szczegóowego okrelenia protokoów warstwy transportowej, których chce si uywa, skazuje na to, co dostawca oferuje w standardowym „stosie protokoów”. Protokoy te mog - ale nie musz - by dostpne dla rónych systemów mainframe lub minikomputerów pracujcych ju w sieci. Z punktu widzenia administratora wielkiej sieci korporacyjnej wybór odpowiednich protokoów wyszego rzdu to wane i zoone zadanie.
TCP/IP
Najwczeniejsze due systemy sieciowe byy budowane na potrzeby Departamentu Obrony USA. Departament ten finansowa prace nad interaktywnym sieciowym oprogramowaniem komunikacyjnym dla wielu rónych systemów mainframe i minikomputerów. Jdro tych prac stanowiy programy implementujce dwa protokoy: Transmission Control Protocol (TCP) i Internet Protocol (IP). Dostpno oprogramowania wykorzystujcego protokoy TCP/IP oraz potga ich najwikszego zastosowania, Internetu, sprawiaj, e s one atrakcyjne dla menederów, którzy musz stawi czoa wyzwaniom zwizanym z integracj odmiennych systemów komputerowych.
Rodzina protokoów TCP/IP jest szkieletem Internetu i korporacyjnych intranetów. Staa si ona wspólnym mianownikiem systemów komputerów na caym wiecie.
NetBIOS
Innym instytucjonalnym rozwizaniem, którego obsuga znacznie si rozpowszechnia, jest NetBIOS. NetBIOS zaczyna jako interfejs pomidzy systemem IBM PC Network Program (PCNP, zastpionym póniej przez system PC LAN) a kartami sieciowymi firmy Sytek. Projektujc ten interfejs, zespó IBM/Sytek uczyni go jednoczenie programowalnym wejciem do sieci, które pozwolio systemom sieciowym komunikowa si na poziomie sprztu sieciowego, bez potrzeby angaowania oprogramowania sieciowego.
„Oddolne” parcie uytkowników wielkich sieci wymusio poczenie NetBIOS-u (dziaajcego w warstwie sesji modelu OSI) i TCP/IP. W tej kombinacji programy uytkowe odwouj si do NetBIOS-u. Producenci tacy jak Novell nie uywaj protokou NetBIOS w swoich kartach sieciowych, ale w swoje systemy operacyjne wbudowuj emulatory NetBIOS-u, które oferuj te same usugi komunikacyjne warstwy sesji co NetBIOS.
Moduy NetBIOS-u nawizuj ze sob w sieci wirtualne sesje komunikacyjne. Jednak NetBIOS uywa prostej konwencji nazewniczej, która nie sprawdza si dobrze w komunikacji pomidzy sieciami lub w przypadku rónych systemów operacyjnych. Z pomoc przychodzi protokó IP z zestawu TCP/IP, który opakowuje dane NetBIOS-u, tak e mog one bez przeszkód podróowa przez róne poziomy nazw i adresów sieci. Jednak z uwagi na rosnce znaczenie TCP/IP oraz promowanie przez Microsoft implementacji protokou IPX Novella, NetBIOS odchodzi w przeszo jako atrybut sieci wczeniejszych generacji.
SNA i APPC firmy IBM
Stary IBM chcia nas zapa w swoj Bkitn Pajczyn, zwan Systems Network Architecture (SNA). SNA przedstawia punkt widzenia IBM na to, jak powinny dziaa systemy komunikacyjne. Opisany wczeniej model OSI by prób stworzenia struktury otwartej w odpowiedzi na zamknit architektur SNA.
APPC (Advanced Program-to-Program Communications) to protokó w ramach modelu SNA ustalajcy warunki, które umoliwiaj programom komunikowanie si ze sob w sieci. Protokó APPC jest analogiem warstwy sesji w modelu OSI. Wedug IBM protokó APPC ma sta si podstaw komunikacyjn wszystkich przyszych produktów i systemów korporacyjnych.
Dwa inne terminy ze sownika IBM - APPC/PC i LU 6.2 - to nazwy produktów, które s implementacj specyfikacji APPC. Programy te jednak s due, nieporczne i nie zdobyy popularnoci.
DECnet
Nie ma ju Digital Equipment Corporation. Compaq Computer przej j w caoci, ale w starszych instalacjach mona jeszcze spotka dziaajce sieci Digitala. Firma ta opracowaa wasny stos protokoów do czenia produkowanych przez siebie systemów, zarówno lokalnie, jak i w sieciach rozlegych. System DECnet jest bardzo zawiy i wszelkie dziaajce w nim instalacje maj przed sob krótk przyszo.
|
|
|
Nie wszystkie protokoły to standardy! Pomidzy protokoami a standardami istnieje wielka rónica. Kady moe stworzy lub zaproponowa protokó i wiele firm tak robi! Niektóre z nich maj tak si przebicia, e ich protokoy staj si de facto standardami. Jednak prawdziwe standardy s ustanawiane tylko przez kilka uznanych organizacji. Chocia obecnie problem wasnych firmowych protokoów nie jest tak dokuczliwy jak kiedy, naley zawsze z duym dystansem podchodzi do produktów, które maj by „lepsze od istniejcych standardów”. Zakup takiego produktu, który niebawem moe okaza si niewypaem, to wkroczenie na bardzo grzski teren. |
Apple
Firma Apple Computer ma wasne protokoy, skadajce si na rodzin AppleTalk. Protokó AFP (AppleTalk Filling Protocol) na przykad, umoliwia wspóuytkowanie plików w sieci. W systemach operacyjnych komputerów Macintosh protokó AFP czy si z systemem plików HFS (Hierarchical File System).
Rozproszone systemy plików
SMB, RFS, NFS i XNS to skróty niektórych protokoów rozproszonych systemów plików. Rozproszone systemy plików pozwalaj komputerowi w sieci korzysta
z plików i urzdze peryferyjnych innego komputera w tej sieci, tak jakby to byy zasoby dostpne lokalnie. Systemy operacyjne komputerów cz si ze sob, dziki czemu katalog udostpniany na hocie jest widziany jako dysk lub jako osobny katalog na innym komputerze. W ten sposób programy uytkowe na komputerze danego uytkownika maj dostp do plików i zasobów hosta bez adnych dodatkowych programów.
Protokoy te dziaaj w podobny sposób, jednak nie mona ich stosowa zamiennie. Zazwyczaj liczcy si dostawca opracowuje protokó na potrzeby rodziny swoich produktów, a inni dostawcy wykupuj licencj na ten protokó w celu zachowania zgodnoci swoich produktów.
Skrót SMB pochodzi od nazwy Server Message Block. Jest to protokó opracowany przez IBM i Microsoft na uytek programu PC LAN oraz sieci w systemie Windows. Produkty firm, takich jak AT&T, Digital, HP, Intel, Ungerman-Bass i innych obsuguj ten protokó lub s z nim przynajmniej czciowo zgodne.
RFS to Remote File Service opracowany przez AT&T. Poniewa protokó RFS by integraln czci wielu wersji firmowej implementacji Uniksa AT&T, obsugiway go równie produkty innych dostawców z brany uniksowej. Protokó RFS wprowadzi koncepcj strumieni efektywnych (powerful streams), która umoliwia aplikacjom otwieranie strumieni z lub do urzdzenia (w Uniksie wszystko jest urzdzeniem: port szeregowy, dysk, itp.) poprzez dowolnie zdefiniowany interfejs na poziomie transportu (Transport-Level Interface - TLI). TLI moe by domyln usug transportow w Uniksie, moe ni by równie TCP lub inny protokó.
Z kolei NFS pochodzi od Network File System, architektury opracowanej przez Sun Microsystems. PC-NFS Suna jest kompletnym, cho bez adnych dodatków, sieciowym systemem operacyjnym dla komputerów PC. Ten rezydujcy w pamici modu umoliwia dostp do plików, które s przechowywane w minikomputerach
z systemem Unix.
Firmy z brany profesjonalnych stacji roboczych - w tym Harris Corporation, HP, Texas Instruments i inne - obsuguj architektur NFS w swoich produktach.
|
|
|
Protokoom powicono znaczn cz dyskusji na temat oprogramowania sieciowego, która zaczyna si w rozdziale 8. |
Wstp do abecada
Chocia przedstawione powyej podstawowe skróty i terminy to jedynie wierzchoek góry lodowej, ale powinny one pomóc lepiej zrozumie dziaanie produktów
i usug, które trzeba skonfigurowa w celu uruchomienia sieci.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Sadownictwo Äwicz 14.10.2005 i 04.11.2005, SADOWNICTWO
Rewolucja Na Talerzu s02e04 Placki 04 11 2010
04 11 88
interna egz 14,04,11
04.11, 04
03 04 11 2012r
04 11 12
Etyka WYKĹAD 5 ! 04 11 (ER)
04 11 09r
Korzysci oferta i jakoĹÄ Loos International 04 11 08
2003 04 11 0665
5. Algorytmy (04.11.08), ALGORYTMY
5. Algorytmy (04.11.08), ALGORYTMY
notatki pracownia przebicie 10 04 11
30 04 11 A
Prezentacja 04 11 2013 plus wskazniki
04 11
16 04 11 R
2006 04 11 Uchwala ZG OSP syste Nieznany
wiÄcej podobnych podstron