Берри Нанс. Компьютерные сети

Подождите немного. Документ загружается.

транспортировки пакетов NetBIOS по вычислительной сети. Рабочие станции,

управляемые DOS, в качестве модуля NetBIOS используют драйвер

DXMTOMOD.SYS фирмы IBM. Фирма Novell в качестве модуля NetBIOS

использует резидентную программу NETBIOS. Модуль NetBIOS фирмы Artisoft

для ОС LANtastic называется AILANBIOS и т.д. В ОС POWERLan компании

Performance Technology модуль NetBIOS называется по имени применяемого

адаптера. Для каждого из этих модулей NetBIOS формат и содержимое записи

данных (встроенной внутрь поля данных в кадре EtherNet или Token Ring)

различно.

ПРИКЛАДНОЙ УРОВЕНЬ И УРОВЕНЬ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

Программное обеспечение ЛВС, предоставляющее пользователю доступ к

файловому серверу - это сетевая оболочка или редиректор. В ОС NetWare - это

программа NETx.COM (где х обозначает номер используемой версии DOS) или

независящая от версии DOS программа NETX.COM. В ОС LAN Server,

основанной на OS/2, рабочие станции DOS используют LAN Requester.

Аналогичные программные продукты других производителей называются

обычно REDIR или NET.

Совместимость систем электронной почты или механизмов разделения

данных в системе Microsoft Windows или OS/2 Presentation Manager также

нужно рассматривать при обсуждении прикладного уровня и уровня

представления.

Можно было бы не говорить о том, что трудно добиться совместимости

на этих уровнях для сетей, управляемых NetWare, OS/2, Banyan и различных

одноранговых ЛВС. Как можно было понять из рассмотрении протоколов более

низкого уровня, отсутствие диалога между модулями редиректоров от разных

фирм связано в основном с различным определением данных.

Рабочие станции в ОС NetWare для запросов обслуживания файлов

используют протокол ядра NetWare (NCP - NetWare Core Protocol), серверы

отвечают также согласно этому протоколу. Протокол NCP был собственностью

фирмы Novell до 1991 года, когда фирма заявила о том, что она продает

лицензию на право использования спецификаций этого протокола. Поэтому

неясно, как сотрудники фирмы Network General смогли раскодировать пакеты

данных NCP несколько лет назад, когда создавали программу Sniffer -

анализатор протоколов, позволяющий интерпретировать и демонстрировать

содержимое сетевых пакетов из множества ЛВС. Возможно для этого они

восстановили протокол NCP из содержимого пакетов. Если это так, то можно

только восхищаться программистами из Network General, проделавшими

огромную работу.

Фирма IBM создала протокол SMB (Server Message Block - Блоки

сообщений сервера) для использования с программой PC LAN. Одно из лучших

описаний протокола SMB приведено в Трудах семинара по, ПК (Personal

Computer Seminar Proceedings) фирмы IBM в номере 8-1 тома 2 за 1985 год.

Хотя оно было опубликовано в 1985 году, тем не менее до сих пор остается

очень полезным введением в работу SMB.

В настоящее время фирма IBM использует протокол SMB для обмена

информацией между серверами, управляемыми OS/2 LAN Server, и

программами LAN Requester на рабочих станциях DOS. Производители

некоторых операционных систем для одноранговых ЛВС (Performance

Technology) также поддерживают протокол SMB.

ЗНАКОМСТВО С КОММУНИКАЦИЯМИ МЕЖДУ

ПРОЦЕССАМИ

За рамками модели OSI появляется так много новых систем и новых

стандартов для коммуникаций между процессами прикладного уровня, что

трудно разобраться в текущем состоянии вопроса. При описании нового

стандарта или продукта всегда употребляется термин совместимый. Как было

уже сказано в этой главе, частое употребление этого термина многое означает,

но вовсе не то, что хотелось бы производителям, и к их утверждениям всегда

следует относиться критически.

Фирма Microsoft спроектировала протокол DDE (Dynamic Data Exchange -

Динамический обмен данными) для обмена данными между прикладными

программами в среде Windows, например, с программой электронных таблиц

Excel. Протокол DDE описывается в пакете Windows SDK (набор для

разработчика программ) и применим для прикладных программ, разделяющих

между собой одни и те же данные. Кроме этого, фирма Microsoft в настоящее

время предлагает также систему OLE (Object Linking and Embedding -

Связывание и встраивание объектов) для использования в прикладных

программах под управлением Windows 3.1. Протокол DDE имеет пять

механизмов, которыми прикладные программы могут воспользоваться:

 Запуск. Одна прикладная программа может запустить другую.

 Горячая связь. Прикладная программа-сервер передает данные

прикладной программе-клиенту всякий раз, когда данные изменяются.

 Толчок. Прикладная программа организует передачу данных для себя

из другой программы.

 Запрос. Сервер и клиент выполняют операции копирования части

данных и вставки их в данные партнера, причем без промежуточного буфера

Clipboard.

 Теплая связь. Сервер уведомляет клиента о том, что данные изменены,

и тогда клиент их может запросить.

Для того, чтобы две прикладные программы могли использовать DDE,

они должны договориться о формате данных, которыми будут обмениваться.

Если эти прикладные программы произведены различными производителями,

то для них должны быть опубликованы подробные спецификации.

Система OLE является верхним уровнем протокола DDE, который

изолирует программиста прикладного программного обеспечения от

утомительных деталей DDE. Согласно ее спецификации, одна прикладная

программа кладет данные в контейнер, расположенный в другой прикладной

программе. Вторая прикладная программа должна лишь знать, как показывать

данные. Если требуется изменить эти данные, то вторая прикладная

программа сообщает об этом первой через специальный интерфейс.

Примером продукта, использующего OLE, является объектно-

ориентированная система New Wave фирмы Hewlett-Packard. Она использует

концепцию агентов и содержит интеллектуальный организатор связей,

позволяющий сопоставлять с названиями объектов имена соответствующих

файлов.

По-видимому еще в течение длительного времени не будет существовать

совместимости среди различных систем обмена данными между процессами.

Даже внутри одного протокола, такого как DDE, совместимость в значительной

степени зависит от прикладной программы.

ИСПЫТАНИЕ СОВМЕСТИМОСТИ ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЫ

Коммерческие продукты для электронной почты часто отвечают

стандарту MHS (система управления сообщениями) или стандарту Х.400.

Сообщения в системе MHS, например, имеют заголовок, тело сообщения и,

возможно, присоединенный файл. Заголовок содержит: адрес назначения,

обратный адрес, почтовые отметки и другую информацию. Оба адреса имеют

специальный формат: <имя_пользователя>@<имя_рабочей_группы>.

Прикладные программы, которые создают данные в таком же формате, могут

взаимодействовать с MHS. Аналогично, прикладные программы, которые

используют соглашения Х.400, могут взаимодействовать с другими

прикладными программами и пользователями, применяющими этот стандарт.

Конечно, существует много стандартов для электронной почты. Фирма

Western Union использует EasyLink, фирма Telenet предлагает TeleMail,

довольно популярной является система PROFS фирмы IBM. Совместимость

среди этих систем в значительной степени касается переформатирования

данных так, чтобы они стали понятными для других систем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Совместимость является настолько обширным и важным предметом, что

ему посвящена ежегодная промышленная выставка Interop, которая имеет

единственный критерий отбора для представляемых экспонатов - продукт

должен быть совместимым с другими продуктами в вычислительной сети.

Interop является одной из лучших выставок с хорошими семинарами и

возможностью общения с техническими специалистами по аппаратным

средствам, которые концентрируют свои усилия на том, чтобы вам никогда в

будущем не пришлось слышать слова совместимость.

В следующей главе речь пойдет соединении ЛВС в глобальные

компьютерные сети.

ГЛАВА 14. ОБЪЕДИНЕНИЕ ЛВС В

ГЛОБАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ

Как было отмечено еще в первой главе, ЛВС занимают территориально

небольшие области, например, такие, как один отдел организации или

небольшое здание. В таблице 5.1 главы 5 "Протоколы, кабели, адаптеры" были

приведены максимально допустимые расстояния для нормальной работы ЛВС с

использованием популярных протоколов EtherNet, Token Ring и ARCnet. Когда-

нибудь организацию, в которой вы работаете, начнут стеснять эти ограничения

из-за необходимости обмена файлами с подразделениями, расположенными в

других районах города или даже в других регионах страны. В этой главе вы

познакомитесь с тем, как можно объединить автономные ЛВС в глобальные

вычислительные сети (ГВС).

В начале этой главы будут изложены способы организации ГВС и

описаны необходимые для этого аппаратные средства: межсетевые шлюзы,

компьютерные мосты и маршрутизаторы. Затем будет проведено сравнение

разделения файлов в ЛВС и ГВС. Будет выяснено, каково оптимальное

размещение разделяемых файлов в ГВС. Далее вы перейдете к изучению

возможностей дистанционной печати в ГВС.

Вы найдете в этой главе детальное описание протоколов, используемых

для построения ГВС. Изучив преимущества и недостатки этих протоколов, вы

обнаружите, что выбор того или иного протокола часто определяется

правительственными или региональными распоряжениями.

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ГВС

Если вы являетесь хозяином ЛВС внутри вашей организации, то в ваши

обязанности входит покупка новых рабочих станций, кабелей, повторителей и

концентраторов для расширения ЛВС, проведение диагностики и исправление

ошибок в вашей ЛВС. В случае ГВС ситуация совсем иная. Вам необходимо

заключить контракт с организацией, предоставляющей коммуникационные

услуги (телефонной компанией, например), для связи двух ЛВС,

расположенных через улицу или в противоположных концах страны.

Телефонная компания предоставит вам для этого специальные каналы.

Вам придется приобрести оборудование для подключения ЛВС к этим каналам,

но вы должны будете положиться на телефонную компанию по части

надежности и помехозащищенности специальных каналов связи.

Аппаратные средства ГВС состоят из маршрутизаторов, мостов и

шлюзов. Несколько позже в специальном разделе эти аппаратные средства

будут рассмотрены более детально. Здесь мы отметим только то, что основная

роль этих средств состоит в обеспечении пути, с помощью которого две или

несколько ЛВС могут разделять пакеты и кадры сообщений. Связь между

различными ЛВС с помощью пакетов и кадров позволяет рабочим станциям

одних ЛВС получать доступ к файловым серверам и принтерам,

расположенным в других.

Различные протоколы ГВС переносят информацию с разной скоростью

(и, кстати, по разным ценам). Вы исследуете эти протоколы детально в разделе

этой главы с названием "Изучение протоколов ГВС". В целом же, оборудование

ГВС (мосты, маршрутизаторы или шлюзы) использует один или несколько из

этих протоколов для транспортировки кадров и пакетов сообщений между

различными ЛВС. Из-за того, что протоколы ГВС имеют более низкое

быстродействие, чем протоколы ЛВС, рассмотренные в главе 5, то доступ к

файлам в глобальной сети оказывается значительно более медленным, чем

доступ к тем же файлам в локальной сети. Различие в быстродействии может

составлять один или два порядка величины. То, на что в ЛВС требовалось 10 с,

может в ГВС занимать 100 или даже 1000 с. Хотя некоторые новейшие

протоколы ГВС могут работать при скоростях равных или даже превосходящих

те, что типичны для ЛВС, тем не менее большинство существующих сегодня

ГВС предоставляют относительно медленный обмен данными между

локальными сетями.

СОЕДИНЕНИЕ УДАЛЕННЫХ ЛВС

Для объединения различных ЛВС в одну необходимо, во-первых, наличие

физической связи между ними, а во-вторых, наличие условий для обмена

информацией между ними (общий протокол).

Связанные ЛВС можно представлять в виде различных уровней,

связанных общими протоколами. Самые нижний уровень составляют

отдельные ЛВС со своими рабочими станциями и файловыми серверами.

Общий протокол связывает нижние слои с помощью специальных устройств

связи, которые не изменяют структуры локальных вычислительных сетей, а

служат исключительно для передачи информации между ними.

Если устройства связи соединяют территориально удаленные ЛВС, то для

создания физических каналов связи приходится пользоваться услугами и

оборудованием телефонных компаний. Оказывается, что выбор

коммуникационного оборудования и его производителей определяется

федеральными или региональными правилами в зависимости от

территориального расположения ЛВС. Например, компания SNET, по крайней

мере до 1994 года предлагала для связи только каналы типа Т1 и SMDS, но не

предоставляла АТМ или Frame Relay (вы узнаете об этих протоколах ГВС

ниже). Аналогично, между двумя ЛВС, находящимися в штате Коннектикут,

только компания SNET предоставляет для связи частные телефонные каналы.

Такого рода ограничения могут сильно влиять на то, как вы будете

устанавливать связи между вашими ЛВС.

Работа по соединению двух ЛВС будет проще, если они имеют

одинаковые топологии и одинаковые сетевые операционные системы. Если это

не так, то вам придется заняться поиском систем, которые специализируются на

соединении ЛВС с нужными топологиями или такими сетевыми ОС.

Осуществлять связь между ЛВС всегда проще, если они удовлетворяют широко

распространенным стандартам и протоколам. Если ваша организация имеет

несовместимые ЛВС, то вам придется либо отказаться от связи вообще, либо

заменить аппаратные и программные средства одной из них.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОСТОВ, МАРШРУТИЗАТОРОВ И ШЛЮЗОВ

Мосты, шлюзы, маршрутизаторы гибридные и обычные позволяют

использование различных протоколов и топологий в единой неоднородной

системе. Последующие разделы данной главы описывают эти

коммуникационные устройства.

Мосты

Мосты (bridges) оперируют данными на высоком уровне и имеют

совершенно определенное назначение. Во-первых, они предназначены для

соединения сетевых сегментов, имеющих различные физические среды,

например, для соединения сегмента с оптоволоконным кабелем и сегмента с

коаксиальным кабелем. Мосты также могут быть использованы для связи

сегментов, имеющих различные протоколы низкого уровня (физического и

канального), то есть возможно применение мостов для связи сегментов ЛВС,

как с одинаковыми протоколами, такими как два сегмента EtherNet, так и для

связи сегментов с различными протоколами, такими как два сегмента с Token

Ring и EtherNet соответственно.

Мосты часто обладают свойством быть прозрачными для протоколов

высокого уровня. При передаче данных между двумя сегментами они могут

использовать третий сегмент, который даже не будет понимать проходящих

через него данных. Промежуточный сегмент при этом существует

исключительно для маршрутизации данных. Наконец, мосты позволяют

устройствам и сегментам, использующим один и тот же протокол (TCP/IP или

NetBIOS), обмениваться данными независимо от физических уровней этих

сетей.

Мосты анализируют, фильтруют, направляют сообщения, стремясь

понизить график сегментов, к которому они подключены. Этим объясняется их

важная роль в объединении сетей. При обнаружении перегруженности графика

физического сегмента сети, можно разделить его на два физических сегмента с

помощью моста, который ограничит трафик каждого из них, не сгружая

сегмент данными адресованными другому.

Мосты часто оказываются медленными устройствами, так как им

приходится тратить много времени на определение и анализ адресов

сообщений, на проверку пакетов и направления их по заданным адресам. Но

они обладают коммуникационными качествами, которые делают их очень

полезными в компьютерных сетях со смешанными протоколами.

Маршрутизаторы

Маршрутизаторы (routers) не обладают такой способностью к анализу

сообщений как мосты, но зато могут принимать решение о выборе

оптимального пути для данных между двумя сетевыми сегментами.

Мосты принимают решение по поводу адресации каждого из

поступивших пакетов данных, переправлять его через мост или нет в

зависимости от адреса назначения. Маршрутизаторы же выбирают из таблицы

маршрутов наилучший для данного пакета сообщения. В поле зрения

маршрутизаторов находятся только пакеты, адресованные к ним предыдущими

маршрутизаторами, в то время как мосты должны обрабатывать все пакеты

сообщений в сегменте сети, к которому они подключены.

Тип топологии или протокола уровня доступа к сети не имеет значения

для маршрутизаторов, так как они работают на уровень выше чем мосты

(сетевой уровень модели OSI). Маршрутизаторы часто используются для связи

между сегментами с одинаковыми протоколами высокого уровня. Наиболее

распространенным транспортным протоколом, который используют

маршрутизаторы, является IPX фирмы Novell.

Необходимо запомнить, что для работы маршрутизаторов требуется один

и тот же протокол во всех сегментах, с которыми он связан. При связывании

сетей с различными протоколами лучше использовать мосты. Для управления

загруженностью графика сегмента сети также можно использовать мосты.

Гибридные маршрутизаторы

Гибридный маршрутизатор (brouter) - это гибрид моста и обычного

маршрутизатора. Гибридные маршрутизаторы, часто не совсем правильно

называемые многопротокольными маршрутизаторами, проявляют многие

преимущества маршрутизаторов и мостов в очень сложных компьютерных

сетях. Настоящие же многопротокольные маршрутизаторы не обладают

мостовыми" преимуществами этих приборов, а просто работают как обычные

маршрутизаторы, но более чем с одним протоколом. Гибридные

маршрутизаторы способны принимать решения о том, возможно ли

маршрутизировать пакет с данным протоколом. После этого они производят

маршрутизацию тех сообщений, для которых это возможно, а для остальных

служат мостом.

Гибридные маршрутизаторы - это сложные, дорогостоящие и трудно

устанавливаемые устройства, но для сложных неоднородных сетей они

представляют наилучшее решение.

Шлюзы

Шлюзы (gateways) оперируют на верхних уровнях модели OSI (сеансном,

представления и прикладном). Они представляют наиболее развитый метод

подсоединения сетевых сегментов и компьютерных сетей к центральный

ЭВМ, Необходимость в сетевых шлюзах возникает при объединении двух

систем, имеющих совершенно различную архитектуру. Например, шлюз

приходится использовать для соединения ЛВС с протоколом TCP/IP и большой

ЭВМ со стандартом SNA. Эти две архитектуры не имеют ничего общего, и

потому требуется полностью переводить весь поток данных, проходящих

между двумя системами.

СОЕДИНЯЮЩЕЕ ДЕРЕВО

Используя технику, называемую алгоритм переплетенного дерева

(spanning tree algoritm – часть межсетевого стандарта IEEE 802.11),

можно располагать мосты между разнесенными ЛВС. Соединяющее

дерево - это другое название для переключаемого пути между двумя

устройствами в ЛВС.

Под управлением алгоритма переплетенного дерева, мосты,

составляющие альтернативные маршруты, например между Чикаго и

Далласом, производят серию межмостовых переговоров. В результате

один из мостов (тот, который нашел лучший путь) оказывается в

проводящем состоянии. Другой мост окажется заблокированным и не

будет проводить пакеты сообщений. Если открытый путь для передачи

данных ухудшиться, то он закроется, и откроется другой мост,

обеспечивая оптимальный трафик между сетями. Эта техника

применяется не только в ГВС. Ею также можно пользоваться для

управления трафиком в ЛВС или внутри большого здания офиса.

ДИСТАНЦИОННОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ РЕСУРСОВ

Аппаратные средства в ГВС создают среду, которая позволяет сетевой ОС

(NetWare, например) функционировать в ГВС точно таким же образом, как это

происходит в ЛВС. Можно копировать файлы, разделять их, использовать

сетевые утилиты и печатать с применением каналов связи ГВС так же, как в

ЛВС. Однако ГВС не может транспортировать данные между рабочими

станциями и удаленными файловыми серверами так же быстро, как ЛВС.

Доступ к данным на удаленных (связанных через ГВС) файловых серверах

требует гораздо большего времени, чем на локальных. Прикладное

программное обеспечение, утилиты и команды операционной системы (такие,

как COPY и DIR) будут работать во всей ГВС, но разница в быстродействии

будет очень заметна.

Передача и разделение файлов

Высокоскоростная связь с удаленным файловым сервером ГВС может

предоставить вам более быстрый доступ к файлам, чем работа с накопителями

на гибких дисках. Более того, в зависимости от числа других одновременно

Работающих пользователей ГВС, обмен данными с удаленным файловым

сервером через высокоскоростной канал связи оказывается почти таким же

быстрым, как и с локальным жестким диском. Медленный же, более

дешевый канал связи делает обмен данными в ГВС более медленным, чем с

накопителем на гибких дисках.

Необходимо проанализировать различные операции с файлами,

происходящие в ЛВС, для того, чтобы сделать правильные выводы о том,

которые из этих операций можно позволить себе в ГВС. Электронная почта

является прекрасным кандидатом для использования ГВС, а копирование

больших файлов - едва ли.

Выбор маршрутов для прохождения файлов

Каждая ЛВС в глобальной вычислительной сети должна иметь свой

собственный файловый сервер. Естественно пытаться организовать каналы

связи ГВС максимально эффективно, сгруппировав файлы на каждом файловом

сервере так, чтобы наиболее часто используемые файлы оказались на

локальном файловом сервере, и тем самым минимизировать график ГВС.

Разделяемые многопользовательские файлы, естественно придется хранить

централизованно, но вы можете избежать перегрузок каналов связи ГВС,

продуманно распределив файлы поблизости от людей, часто их использующих.

Иногда даже можно прибегнуть к дублированию файлов на удаленных серверах

ГВС. При этом можно периодически запускать командные файлы, которые

будут синхронизировать данные на файловых серверах, связанных посредством

ГВС.

Дистанционная печать

Даже несколько печатных страниц могут представлять значительное

количество данных. Поэтому хотя печать на удаленном принтере с

использованием ГВС в принципе возможна, поток данных для печати может

занять канал связи в течение нескольких минут и более. Это связано с тем, что

потоки данных для печати содержат загружаемые шрифты, PCL-команды (для

лазерных принтеров фирмы Hewlett-Packard) или команды PostScript, имеющие

большой объем. Поэтому необходимо ограничить печать с использованием

каналов связи ГВС, прибегая к ним только в случае крайней необходимости.