Компьютерная сеть - это несколько компьютеров в пределах ограниченной территории (находящихся в одном помещении, в одном или нескольких близко расположенных зданиях) и подключенных к единых линиям связи. Сегодня большинство компьютерных сетей – это локальные компьютерные сети (Local-Area Network), которые размещаются внутри одного конторского здания и основанные на компьютерной модели клиент/сервер. Сетевое соединение состоит из двух участвующих в связи компьютеров и пути между ними. Можно создать сеть, используя беспроводные технологии, но пока это не распространено.
В модели клиент/сервер связь по сети делится на две области: сторону клиента и сторону сервера. По определению, клиент запрашивает информацию или услуги из сервера. Сервер в свою очередь, обслуживает запросы клиента. Часто каждая сторона в модели клиент/сервер может выполнять функции, как сервера, так и клиента. При создании компьютерной сети необходимо выбрать различные компоненты, определяющие, какое программное обеспечение и оборудование вы сможете использовать, формируя свою корпоративную сеть. Компьютерная сеть – это неотъемлемая часть современной деловой инфраструктуры, а корпоративная сеть – лишь одно из используемых в ней приложений и, соответственно, не должна быть единственным фактором, определяющим выбор компонентов сети. Необходимые для Intranet компоненты должны стать дополнением к имеющейся сети, не приводя к существенному изменению ее архитектур.
Способ управления сетьюКаждая организация формулирует собственные требования к конфигурации сети, определяемые характером решаемых задач. В первую очередь необходимо определить, сколько человек будут работать в сети. От этого решения, по существу, будут зависеть все последующие этапы создания сети.
Количество рабочих станций напрямую зависит от предполагаемого числа сотрудников. Другим фактором является иерархия компании. Для фирмы с горизонтальной структурой, где все сотрудники должны иметь доступ к данным друг друга, оптимальным решением является простая одноранговая сеть.
Фирме, построенной по принципу вертикальной структуры, в которой точно известно, какой сотрудник и к какой информации должен иметь доступ, следует ориентироваться на более дорогой вариант сети – с выделенным сервером. Только в такой сети существует возможность администрирования прав доступа.
Выбор типа сети. В данном случае на предприятии имеется 30 рабочих станции, которые и требуется объединить в корпоративную сеть. Причем они объединены в следующие группы:
§ директор предприятия – 1 рабочая станция;
§ отдел прямого подчинения - 2 рабочих станции;
§ секретарь – 1 рабочая станция;
§ отделения 1, 2 и 3 2-го отдела по 3, 3 и 4 рабочих станции соответственно;
§ отделения 4 и 5 3-го отдела по 4 и 4 рабочих станции;
§ отделение 6 4-го отдела – 4 рабочих станции.
Следуя из схемы выбора типа сети, можно решить, что в данном случае требуется установка сервера, так как мы имеем вертикальную структуру предприятия, то есть разграниченный доступ к информации.
Одним из главных этапов планирования является создание предварительной схемы. При этом в зависимости от типа сети возникает вопрос об ограничении длины кабельного сегмента. Это может быть несущественно для небольшого офиса, однако если сеть охватывает несколько этажей здания, проблема предстает в совершенно ином свете. В таком случае необходима установка дополнительных репитеров (repeater).
В ситуации с предприятием вся сеть будет располагаться на одном этаже, и расстояние между сегментами сети не столь велико, чтобы требовалось использование репитеров.
Размещение сервераВ отличие от установки одноранговой сети, при построении ЛВС с сервером возникает еще один вопрос - где лучше всего установить сервер.
На выбор места влияет несколько факторов:
§ из-за высокого уровня шума сервер желательно установить отдельно от остальных рабочих станций;
§ необходимо обеспечить постоянный доступ к серверу для технического обслуживания;
§ по соображениям защиты информации требуется ограничить доступ к серверу;
Сервер расположен в комнате сетевого администратора, так как только это помещение удовлетворяет требованиям, то есть уровень шума в помещении минимален, помещение изолированно от других, следовательно, доступ к серверу будет ограничен.
Сетевой администратор сможет постоянно следить за работой сервера и осуществлять обслуживание сервера, так как при установке сервера.
Сетевая архитектураСетевая архитектура - это сочетание топологии, метода доступа, стандартов, необходимых для создания работоспособной сети.
Выбор топологии определяется, в частности, планировкой помещения, в котором разворачивается ЛВС. Кроме того, большое значение имеют затраты на приобретение и установку сетевого оборудования, что является важным вопросом для фирмы, разброс цен здесь также достаточно велик.
Топология типа «звезда» представляет собой более производительную структуру, каждый компьютер, в том числе и сервер, соединяется отдельным сегментом кабеля с центральным концентратором (HAB).
Основным преимуществом такой сети является её устойчивость к сбоям, возникающим вследствие неполадок на отдельных ПК или из-за повреждения сетевого кабеля.
Важнейшей характеристикой обмена информацией в локальных сетях являются так называемые методы доступа (access methods), регламентирующие порядок, в котором рабочая станция получает доступ к сетевым ресурсам и может обмениваться данными.
За аббревиатурой CSMA/CD скрывается английское выражение «Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection » (коллективный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий). С помощью данного метода все компьютеры получают равноправный доступ в сеть. Каждая рабочая станция перед началом передачи данных проверяет, свободен ли канал. По окончании передачи каждая рабочая станция проверяет, достиг ли адресата отправленный пакет данных. Если ответ отрицательный, узел производит повторный цикл передачи/контроля приема данных и так до тех пор, пока не получит сообщение об успешном приеме информации адресатом.
Так как этот метод хорошо зарекомендовал себя именно в малых и средних сетях, для предприятия данный метод подойдет. К тому же сетевая архитектура Ethernet, которую и будет использовать сеть предприятия, использует именно этот метод доступа.
Спецификацию Ethernet в конце семидесятых годов предложила компания Xerox Corporation. Позднее к этому проекту присоединились компании Digital Equipment Corporation (DEC) и Intel Corporation. В 1982 году была опубликована спецификация на Ethernet версии 2.0. На базе Ethernet институтом IEEE был разработан стандарт IEEE 802.3.
В настоящее время технология, применяющая кабель на основе витой пары (10Base – T), является наиболее популярной. Такой кабель не вызывает трудностей при прокладке.
Сеть на основе витой пары, в отличие от тонкого и толстого коаксиала, строится по топологии звезда. Чтобы построить сеть по звездообразной топологии, требуется большее количество кабеля (но цена витой пары не велика). Подобная схема имеет и неоценимое преимущество – высокую отказоустойчивость. Выход из строя одной или нескольких рабочих станций не приводит к отказу всей системы. Правда если из строя выйдет хаб, его отказ затронет все подключенные через него устройства.
Еще одним преимуществом данного варианта является простота расширения сети, поскольку при использовании дополнительных хабов (до четырех последовательно) появляется возможность подключения большого количества рабочих станций (до 1024). При применении неэкранированной витой пары (UTP) длина сегмента между концентратором и рабочей станцией не должна превышать 100 метров, чего не наблюдается в предприятии.
Сетевые ресурсыСледующим важным аспектом планирования сети является совместное использование сетевых ресурсов (принтеров, факсов, модемов).
Перечисленные ресурсы могут использоваться как в одноранговых сетях, так и в сетях с выделенным сервером. Однако в случае одноранговой сети сразу выявляются её недостатки. Чтобы работать с перечисленными компонентами, их нужно установить на рабочую станцию или подключить к ней периферийные устройства. При отключении этой станции все компоненты и соответствующие службы становятся недоступными для коллективного пользования.
В сетях с сервером такой компьютер существует по определению. Сетевой сервер никогда не выключается, если не считать коротких остановок для технического обслуживания. Таким образом, обеспечивается круглосуточный доступ рабочих станций к сетевой периферии.
На предприятии имеется десять принтеров: в каждом обособленном помещении. Администрация пошла на расходы для создания максимально комфортных условий работы коллектива.
Теперь вопрос подключения принтера к ЛВС. Для этого существует несколько способов.
1.Подключение к рабочей станции.Принтер подключается к той рабочей станции, которая находиться к нему ближе всего, в результате чего данная рабочая станция становится сервером печати. Недостаток такого подключения в том, что при выполнении заданий на печать производительность рабочей станции на некоторое время снижается, что отрицательно скажется на работе прикладных программ при интенсивном использовании принтера. Кроме того, если машина будет выключена, сервер печати станет недоступным для других узлов.
2.Прямое подключение к серверу.Принтер подключается к параллельному порту сервера с помощью специального кабеля. В этом случае он постоянно доступен для всех рабочих станций. Недостаток подобного решения обусловлен ограничением в длине принтерного кабеля, обеспечивающего корректную передачу данных. Хотя кабель можно протянуть на 10 и более метров, его следует прокладывать в коробах или в перекрытиях, что повысит расходы на организацию сети.
3. Подключение к сети через специальный сетевой интерфейс.Принтер оборудуется сетевым интерфейсом и подключается к сети как рабочая станция. Интерфейсная карта работает как сетевой адаптер, а принтер регистрируется на сервере как узел ЛВС. Программное обеспечение сервера осуществляет передачу заданий на печать по сети непосредственно на подключенный сетевой принтер.
В сетях с шинной топологией сетевой принтер, как и рабочие станции соединяется с сетевым кабелем при помощи Т-коннектора, а при использовании «звезды» - через концентратор.
Интерфейсную карту можно установить в большинство принтеров, но её стоимость довольно высока.
4. Подключение к выделенному серверу печати.Альтернативой третьему варианту является использование специализированных серверов печати. Такой сервер представляет собой сетевой интерфейс, скомпонованный в отдельном корпусе, с одним или несколькими разъемами (портами) для подключения принтеров. Однако в данном случае использование сервера печати является непрактичным.
В нашем случае в связи с нерентабельностью установки специального сетевого принтера, покупкой отдельной интерфейсной карты для принтера самым подходящим способом подключения сетевого принтера является подключение к рабочей станции. На это решение повлиял ещё и тот факт, что принтеры расположены около тех рабочих станций, потребность которых в принтере наибольшая.
Методика расчета конфигурации сети EthernetДля того, чтобы сеть Ethernet, состоящая из сегментов различной физической природы, работала корректно, необходимо, чтобы выполнялись три основных условия:
• Количество станции в сети не превышает 1024 (с учетом ограничений для коаксиальных сегментов).
• Удвоенная задержка распространения сигнала (Path Delay Value, PDV) между двумя самыми удаленными друг от друга станциями сети не превышает 575 битовых интервала.
• Сокращение межкадрового расстояния (Interpacket Gap Shrinkage) при прохождении последовательности кадров через все повторители не более чем на 49 битовых интервалов (напомним, что при отправке кадров станция обеспечивает начальное межкадровое расстояние в 96 битовых интервалов).
Соблюдение этих требований обеспечивает корректность работы сети даже в случаях, когда нарушаются простые правила конфигурирования, определяющие максимальное количество повторителей и максимальную длину сегментов каждого типа.
Физический смысл ограничения задержки распространения сигнала по сети уже пояснялся - соблюдение этого требования обеспечивает своевременное обнаружение коллизий.
Требование на минимальное межкадровое расстояние связано с тем, что при прохождении кадра через повторитель это расстояние уменьшается. Каждый пакет, принимаемый повторителем, ресинхронизируется для исключения дрожания сигналов, накопленного при прохождении последовательности импульсов по кабелю и через интерфейсные схемы. Процесс ресинхронизации обычно увеличивает длину преамбулы, что уменьшает межкадровый интервал. При прохождении кадров через несколько повторителей межкадровый интервал может уменьшиться настолько, что сетевым адаптерам в последнем сегменте не хватит времени на обработку предыдущего кадра, в результате чего кадр будет просто потерян. Поэтому не допускается суммарное уменьшение межкадрового интервала более чем на 49 битовых интервалов. Величину уменьшения межкадрового расстояния при переходе между соседними сегментами обычно называют в англоязычной литературе Segment Variable Value (SVV), а суммарную величину уменьшения межкадрового интервала при прохождении всех повторителей - Path Variable Value (PVV). Очевидно, что величина PVV равна сумме SVV всех сегментов, кроме последнего.
Стандарты и средства управления сетямиЛюбая более-менее сложная вычислительная сеть требует дополнительных специальных средств управления помимо тех, которые имеются в стандартных сетевых операционных системах. Это связано с тем, что в больших сетях появляется новый класс оборудования - интеллектуальные концентраторы и маршрутизаторы, создающие активную транспортную систему. Такое оборудование характеризуется большим количеством параметров, требующих конфигурирования, настройки и контроля со стороны администратора. И хотя для облегчения этой задачи в коммуникационное оборудование встраиваются специальные средства управления и контроля, распределенность этих устройств требует наличия централизованной системы, которая, получая данные от встроенных средств о состоянии каждого устройства, организует согласованную и стабильную работу сети в целом.
В соответствии с рекомендациями ISO можно выделить следующие функции средств управления сетью:
* Управление конфигурацией сети и именованием - состоит в конфигурировании компонентов сети, включая такие параметры, как их местоположение, сетевые адреса и идентификаторы, управление параметрами сетевых операционных систем, поддержание схемы сети, а также эти функции используются для именования объектов.
• Обработка ошибок - это выявление, определение и устранение последствий сбоев и отказов в работе сети.
• Анализ производительности - помогает на основе накопленной статистической информации оценивать время ответа системы и величину графика, а также планировать развитие сети.
• Управление безопасностью - включает в себя контроль доступа и сохранение целостности данных. В эти функции входит процедура аутентификации, проверки привилегий, поддержка ключей шифрования, управления полномочиями. К этой же группе можно отнести важные механизмы управления паролями, внешним доступом, соединения с другими сетями.
• Учет работы сети - включает регистрацию и управление используемыми ресурсами и устройствами. Эта функция оперирует такими понятиями, как время использования и плата за ресурсы.
Средства управления сетью часто смешивают со средствами управления компьютерами и их операционными системами. Первые часто называют средствами управления сетью (Network Management ), а вторые - средствами управления системой (System Management).
Средства управления системой обычно выполняют следующие функции:
• Учет используемых аппаратных и программных средств. Система автоматически собирает информацию об обследованных компьютерах и создает записи в базе данных о аппаратных и программных ресурсах. После этого администратор может быстро выяснить, чем он располагает и где это находится. Например, узнать о том, на каких компьютерах нужно обновить драйверы принтеров, какие ПК обладают достаточным количеством памяти и дискового пространства и т. п.
• Распределение и установка программного обеспечения. После завершения обследования администратор может создать пакеты рассылки программного обеспечения - очень эффективный способ для уменьшения стоимости такой процедуры. Система может также позволять централизованно устанавливать и администрировать приложения, которые запускаются с файловых серверов, а также дать возможность конечным пользователям запускать такие приложения с любой рабочей станции сети.
• Удаленный анализ производительности и возникающих проблем. Администратор может удаленно управлять мышью, клавиатурой и видеть экран любого ПК, работающего в сети под управлением той или иной сетевой операционной системы. База данных системы управления обычно хранит детальную информацию о конфигурации всех компьютеров в сети для того, чтобы можно было выполнять удаленный анализ возникающих проблем.
Как видно из приведенных перечней, средства управления сетью и средства управления системой часто выполняют сходные функции, но по отношению к различным объектам. В первом случае объектом управления является коммуникационное оборудование, а во втором - программное и аппаратное обеспечение компьютеров сети. Вместе с тем, некоторые функции этих двух видов систем управления могут дублироваться (например, средства управления системой могут выполнять простейший анализ сетевого графика).
Примерами средств управления системой являются такие продукты, как System Management Server компании Microsoft или LAN Desk Manager фирмы Intel, а типичными представителями средств управления сетями являются системы НР Open View, SunNet Manager и IBM NetView. Естественно, что в данном курсе, посвященном изучению коммуникационного оборудования, рассмотрены только системы управления сетями.
. Определение системных требований
После инвентаризации существующей вычислительной системы необходимо определить требования к новой системе. Для определения технических параметров сети рассматривайте системные требования не с технической точки зрения, а с позиций руководителей, менеджеров и конечных пользователей.
Для выяснения системных требований необходимо ответить на следующие вопросы:
• Что нужно соединять? Требуется ли сотрудникам какого-либо подразделения общаться с небольшим (большим) количеством людей в пределах небольшой территории или же им нужно общаться с небольшим (большим) количеством людей в пределах географически обширной области? Объем и распределение графика поможет определить требуемую мощность компьютеров, а также типы и скорости коммуникационного оборудования и сервисов.
• Что из существующего аппаратного и программного обеспечения будет использоваться в новой системе? Какие системы нужно оставить в разрабатываемой корпоративной сети? Нужно ли эти системы соединять в сеть? Будут ли существующие системы нормально работать в новой сети? Существуют ли какие-либо стандарты предприятия, существуют ли преобладающие приложения? Какое оборудование и приложения нужно добавить, чтобы достигнуть поставленных производственных целей?
• Какие объемы информации будут передаваться по сети? Объем передаваемой информации определяет требуемую пропускную способность сети. По корпоративной сети будет передаваться больше или меньше информации? Определите это подсчетом количества пользователей сети, среднего количества выполняемых транзакций в день каждым из пользователей и среднего объема транзакции. Такой подсчет поможет определить технологию доступа к среде передачи данных (Ethernet, FDDI,...) и требования к глобальным сервисам.
• Какое время реакции сети является приемлемым? Будут ли пользователи ждать одну секунду, пол-секунды или две секунды? Такие измерения помогут определить требования к скорости оборудования, приложений и коммуникационных связей.
• В течение какого времени сеть существенно необходима для работы предприятия? Нужна ли сеть 24 часа в день и 7 дней в неделю или же только в течение 8 часов в день и 5 дней в неделю? Нужно ли увеличить сегодняшние параметры использования сети?
• Какие требования предъявляются к среднему времени устранения неисправностей? Как отражаются операции по обслуживанию и ремонту сети на эффективности ведения дел предприятием? Потеряет ли предприятие 5 миллионов долларов или же 100 тысяч долларов, если сеть будет неисправна в течение одного часа? Каков будет ущерб от простоя сети с течение двух часов?
• Каков планируемый рост системы? Каков текущий коэффициент использования сети и как он может измениться в течение ближайших 6 месяцев, одного года, двух лет? Даже если вы тщательно спланировали сеть, но не учли возможности ее роста и развития, то системные требования придется изменить и увеличить. Рост сети нужно планировать заранее, а не просто реагировать на фактический рост ее нагрузки.
Давайте рассмотрим два основных способа построения беспроводной сети в системе Windows XP Professional.
Главная 
