Берри Нанс. Компьютерные сети
Подождите немного. Документ загружается.
ЧАСТЬ 2. ПОСТРОЕНИЕ СЕТИ
Файловые серверы
Протоколы, кабели и адаптеры
Рабочие станции
ГЛАВА 4. ФАЙЛОВЫЕ СЕРВЕРЫ
Файл-сервер в сети как Центральный вокзал в Нью-Йорке, как
единственный дежурный метрдотель в переполненном ресторане. Эти
метафоры помогут вам представить, как много работы он должен выполнять.
Файл-сервер - это слуга многих господ, рабочих станций сети.
В начале этой главы вы познакомитесь с обзором файловых серверов в
выполняемых ими функций. Сначала узнаете о критериях, которым должен
удовлетворять компьютер, чтобы быть хорошим файловым сервером. Далее
перейдете к изучению компонент сервера как с аппаратной точки зрения, так и
с программной. После краткого ознакомления с этими компонентами вам
предстоит более детально рассмотреть: накопитель на жестком диске,
центральный процессор, ОЗУ, карты сетевого адаптера, источник питания,
клавиатуру, видеомонитор и мышь.
Затем вы перейдете к обзору сетевой ОС, которая превращает ПК в
файловый сервер. Вначале рассмотрите сетевые ОС с выделенным сервером, а
после этого изучите сетевые ОС для одноранговых ЛВС.
В этой главе вы также поймете, почему источники бесперебойного
питания UPS представляют собой важный элемент ЛВС.
ОБЗОР ФАЙЛОВЫХ СЕРВЕРОВ
В главе 2 под названием "Разделение ресурсов компьютера" ЛВС
рассматривалась с точки зрения разделения дискового пространства и
принтеров. Теперь настало время посмотреть на ЛВС с точки зрения файловых
серверов и понять, каким образом осуществляется разделение этих ресурсов
между пользователями. Вначале вы рассмотрите функции, выполняемые
сервером в ЛВС, а затем перейдете к исследованию аппаратных и программных
компонент файлового сервера.
ФУНКЦИИ ФАЙЛОВОГО СЕРВЕРА В ЛВС
Файловый сервер, независимо от того выполняет ли он еще и функции
рабочей станции, предназначен для разделения файлов с другими
компьютерами, соединенными с ним через сеть. Сервер может также управлять
работой сетевого принтера так, что каждый пользователь может отправить на
него материалы, предназначенные для печати. Файловый сервер выполняет эти
функции только по запросам рабочих станций и не может вести себя
независимо. При этом, в случае, когда .два пользователя ЛВС будут пытаться
одновременно модифицировать один и тот же файл на сервере с применением
обычного (не сетевого) программного обеспечения, можно получить
непредсказуемый результат.
МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ДИСКОВОГО ПРОСТРАНСТВА И ФАЙЛОВ
В ЛВС
В одноранговых ЛВС, как известно, компьютер может выполнять
одновременно функции рабочей станцией и файлового сервера. В ЛВС с выде
ленным сервером файловый сервер - это отдельный компьютер, который
предоставляет дисковое пространство и файлы всем остальным компьютерам в
сети. Оба типа серверов выполняют в основном сходные функции В
интенсивно работающей ЛВС следующий диалог происходит десятки или даже
сотни раз в минуту:
Рабочая станция Файл-сервер
Открыть файл SALES .WK1 Файл открыт
Передать содержимое файла Пожалуйста, вот они
Закрыть файл Файл закрыт
Такой диалог типичен в 99 процентах случаев обмена между рабочей
станцией и сервером в средней ЛВС. Кабели ЛВС несут эти сообщения от
рабочей станции к серверу и обратно. Управляет диалогом сетевая
операционная система, часть которой работает на сервере, а часть - на рабочих
станциях. Сетевая ОС представляет обращения рабочих станций к дискам на
файловом сервере как обращения к дополнительным собственным
накопителям. Для этого сетевая ОС берет на себя функции DOS и выполняет
эти обращения через кабели и сетевые адаптеры ЛВС, а не локально, внутри
рабочей станции.
КОНФЛИКТВ ПРИ РАЗДЕЛЕНИИ ФАЙЛОВ
Если пользователи двух рабочих станций попытаются примерно
одновременно начать модифицировать какой-либо файл, например
SALES.WK1, то мoжeт возникнyть конфликтная ситуация. Предположим,
что Джо загружает файл данных электронной таблицы, вносит
изменения и сохраняет файл на диске. Вы делаете то же самое, но
модифицируете другие данные. Предположим, что вы вводите данные с
большей скоростью, чем Джо и записываете свой файл на пару минут
раньше него. В результате, ваших модификаций не окажется в из-за того,
что после; вас на диск записывал свой файл Джо. Koнeчно таких ситуаций
допускать нельзя. Во избежание подoбныx ситуаций работа двух
пользователей с файлом должна быть скоординирована.
Если две рабочие станции получают доступ к файлу SALES.WK1
почти одновременно, то файловый сервер открывает файл только для
одной станции, запрещая доступ к нему для другой. Вы сможете спокойно
вносить изменения в файл, а у Джо появиться сообщение:
Sharing Violation; Abort, Retry or Ignore?
Существует множество способов избежать проблем, связанных с
разделением файлов. Простейший из них состоит в координации действий
при модификаций
:
файлов (в этом может помочь электронная почта).
Другой метод состоит в том, чтобы передавать пользователям только
копии файлов от центрального источника и разрешить только одному из
них изменять этот центральный файл. Или же можно каждый раз
выдавать файл для работы только одному из пользователей, как это
делается с книгами в публичных библиотеках. Когда в этой главе
обсуждение перейдет к сетевым ОС, вы поймете, как сетевая ОС может
помочь эффективно использовать методы разделения файлов.
РАЗДЕЛЕНИЕ ПРИНТЕРА
Когда вы посылаете данные на сетевой принтер, сетевая ОС сохраняет
каждую порцию данных во временном спул-файле на сервере. Каждый спул-
файл - это файл на диске, чье содержимое соответствует потоку данных,
направляемых на печать. Таким образом, он может содержать не только текст,
но и загружаемые шрифты и графику. После того, как принтер закончит работу
по распечатыванию какого-нибудь документа, сетевая ОС передаст на печать
следующий спул-файл из очереди и уничтожит предыдущий временный спул-
файл. Обычно сетевая ОС передает на печать титульные страницы или
страницы-разделители, между печатью последовательных спул-файло'в.
Титульная страница наряду с некоторой служебной информацией содержит
псевдоним пользователя, которому предназначены распечатанные материалы.
Другими словами, файловый сервер в данной ситуации выступает как
буфер печатных материалов. Он по очереди отправляет на принтер файлы,
предназначенные для печати. Поэтому в сильно загруженной ЛВС вам,
возможно, придется долго ждать появления распечатанных данных, пока не
закончится вывод для других пользователей. Если вы не отменили опцию
вставки титульных страниц, то ваши печатные материалы будут предварены
листом с информацией, указывающей, что эти материалы предназначены для
вас.
КОМПОНЕНТЫ ФАЙЛОВОГО СЕРВЕРА
Для того, чтобы не запутаться в тонкостях работы файлового сервера, вам
необходим путеводитель, и последующие несколько разделов этой главы
укажут вам путь в форме короткого описания компонент сервера. В
дальнейшем эти компоненты будут рассмотрены более детально.
Обзор аппаратных средств сервера
Типичный файловый сервер представляет из себя ПК, на который
возложена задача разделения дискового пространства, файлов и принтеров
между рабочими станциями. В крупных ЛВС вместо обычных ПК могут
использоваться ПК, специально сконструированные для работы в качестве
файловых серверов (суперсерверы), миниЭВМ или даже большие ЭВМ. Вне
зависимости от того, какого типа компьютер выбран, файловый сервер и
рабочие станции взаимодействуют друг с другом через сетевые адаптеры и
кабели.
Использование серверов на базе ПК. Несмотря на то, что не все сетевые
ОС способны работать с ПК любой конфигурации, диапазон для выбора все же
достаточно широк. При этом быстродействие компьютера, а также емкость и
быстродействие дискового накопителя являются наиболее важными факторами.
Емкость ОЗУ также очень важна, чего нельзя сказать об остальных
компонентах, таких как монитор, клавиатура, мышь, так как большинство
файловых серверов не работают в интерактивном режиме.
Включение обыкновенного ПК в качестве файлового сервера достаточно
просто. Желательно выбрать машину с диском возможно большего объема и с
наиболее высокой производительностью. Следуя инструкциям, нужно
установить в компьютер карту сетевого адаптера, а затем серверную часть
сетевой ОС. И наконец, необходимо расположить машину в таком месте, где
никто случайно не выдернет ее сетевой шнур, и вероятность каких-нибудь
помех для работы со стороны служащих офиса будет наименьшей. После
подсоединения к ней сетевых кабелей вы можете включать ПК уже в качестве
файлового сервера.
Использование суперсерверов, серверов на базе миниЭВМ и больших
ЭВМ. Суперсервер это ПК, специально спроектированный для работы в
качестве файлового сервера в ЛВС. Он выглядит совсем как обычный ПК, но
суперсервер может иметь систему дисковых накопителей дублирующих ДРУГ
друга для обеспечения более высокой надежности хранения данных. В таких
системах файлы, записанные на одном диске, автоматически зеркально
отражаются на резервном. В случае отказа одного диска данные мгновенно
будут считываться с резервного. Этим достигается высокая степень
безотказности работы дисковой системы файлового сервера. Суперсервер
почти всегда имеет высокопроизводительный процессор и ОЗУ достаточно
большого объема (32М, 64М и более).
В вашем офисе для использования в качестве файлового сервера может
быть выбрана миниЭВМ, например, VAX фирмы Digital Equipment Corporation
или IBM RS/6000 фирмы IBM. Для VAX вы можете воспользоваться версией
NetWare, которую фирма Novell специально разработала для этого
оборудования. МиниЭВМ RS/6000 в качестве базовой операционной системы
использует систему AIX - вариант ОС UNIX, разработанный фирмой IBM.
Кроме того, имеется возможность установить на RS/6000 системы NFS
(Network File System – Сетевая файловая система) фирмы Sun Microsystems
или любой другой UNIX-подобной сетевой ОС. Вас, вероятно, будет
интересовать вопрос о возможности использования миниЭВМ не только в
качестве файлового сервера, но и в качестве центральной (host) ЭВМ. Если при
этом прикладные программы на рабочих станциях ЛВС смогут
взаимодействовать с прикладной программой - одной из задач, выполняемых на
центральной ЭВМ, то вы получите систему типа клиент/сервер. В такой
системе часть работы выполняется на рабочей станции, а часть на миниЭВМ.
Возможно также использование большой ЭВМ для сетевых применений
типа клиент/сервер, однако в этом случае стоимость администрирования и
программирования системы будет высокой. В настоящее время использование
больших ЭВМ в качестве файловых серверов не слишком оправданно
экономически. Ситуация может измениться в будущем (многие производители
сетевых ОС работают над созданием программного обеспечения для
превращения больших ЭВМ в файловые серверы), но пока что большие ЭВМ
требуют больших усилий программистов для включения их в работу ЛВС.
Использование сетевых соединений. В главе 5 под названием
"Протоколы, кабели, адаптеры" детали сетевых соединений между рабочими
станциями и сервером обсуждаются подробнее. Здесь же мы только отметим,
что в файловый сервер нужно установить карту адаптера и соединить ее с
сетевыми кабелями. Для рабочих станций и для файлового сервера необходимо
использовать адаптеры, имеющие один и тот же протокол обмена, но для
сервера желателен наиболее совершенный адаптер с максимальным
быстродействием. Это связано с тем, что файловый сервер, будучи
центральным пунктом сети, имеет наиболее загруженный график. Карты
адаптеров для файловых серверов имеют 16 или 32 разрядный интерфейс с
материнской платой компьютера, снабжаются дополнительным объемом
памяти и специальными микросхемами для обеспечения максимальной
производительности.
Обзор программного обеспечения для сервера
После установки аппаратных средств файлового сервера можно
переходить к установке программного обеспечения - сетевой ОС. Сетевая ОС
может допускать выполнение файловым сервером одновременно функций
рабочей станции, а может полностью "захватывать" компьютер для выполнения
исключительно функций файл-сервера.
Сравнение операционных систем для одноранговых ЛВС и сетей с
выделенным сервером. Сетевая ОС, установленная на сервере, может быть
просто одной или несколькими резидентными программами, позволяющими
компьютеру разделять собственные ресурсы в сети. Такое простое сетевое
программное обеспечение обычно работает под управлением DOS и позволяет
машине выполнять одновременно функции файлового сервера и рабочей
станции. ЛВС, организованные таким образом, называются одноранговыми
ЛВС, а программное обеспечение - сетевой ОС для одноранговых ЛВС. При
другом подходе сетевая ОС может работать совершенно независимо от DOS,
полностью вытеснив ее после запуска или использовать мощные
многопользовательские многозадачные ОС, такие как OS/2 или UNIX. Такие
системы называются сетевыми ОС на базе файловых серверов.
Конечно, можно установить одноранговую ЛВС, но не использовать
файловый сервер в качестве рабочей станции, сосредоточив его полностью на
выполнении функций сервера. Такой сервер можно назвать выделенным, но он
по-прежнему будет работать под управлением DOS со всеми ее недостатками.
Зато теперь можно не беспокоиться о том, что прикладная программа,
работавшая на сервере рабочей станции и неожиданно зависшая, остановит
работу всей ЛВС. Сетевые ОС на базе файловых серверов по определению
требуют выделенного сервера.
Выбор наилучшей сетевой ОС. Сетевые ОС на базе файловых серверов
обычно стоят дороже, чем их конкуренты - одноранговые ОС, но они имеют
лучшие характеристики, более высокую надежность и более высокую степень
защиты данных. Кроме того, сетевые ОС на базе файловых серверов
предоставляют возможность совместной работы компьютеров различного типа.
Например, NetWare - наиболее популярная сетевая ОС на базе файлового
сервера, позволяет одновременно подключать к одной ЛВС компьютеры под
управлением таких различных ОС, как UNIX, DOS и OS/2, а также компьютеры
Macintosh.
Если вы устанавливаете небольшую ЛВС (с количеством рабочих станций
не более десяти) и предполагаете использовать сеть только для работы с
текстовыми процессорами или небольшими базами данных, и к тому же все
компьютеры будут работать под управлением DOS, то, возможно, наилучшим
выбором окажется одноранговая ЛВС. Если же необходимо использовать
множество рабочих станций или, если в вашей ЛВС предполагается что-то
большее, чем простое разделение файлов для обработки текстов, или, если у вас
имеются компьютеры, работающие под управлением разных ОС, то скорее
всего вам необходима сетевая ОС на базе файлового сервера.
КРИТЕРИИ, КОТОРЫМ ДОЛЖЕН УДОВЛЕТВОРЯТЬ
ФАЙЛОВЫЙ СЕРВЕР
Если вам необходимо место для хранения файлов, которые нужно
разделять между несколькими рабочими станциями, то вы можете в качестве
файлового сервера использовать один из ПК в вашем офисе или же выбрать
миниЭВМ или даже суперсервер. В любом случае ваш выбор должен
Удовлетворять следующим четырем критериям:
необходим быстрый доступ к файлам на сервере
емкость диска на сервере должна быть достаточной для хранения
файлов большого числа пользователей
необходима определенная степень защиты файлов от
несанкционированного доступа
необходима высокая надежность работы файлового сервера
Если в качестве файлового сервера вы выбрали что-то более мощное, чем
обычный ПК, вы должны убедиться, что этот компьютер допускает
подключение к ЛВС и способен выполнять функции сервера. Вам необходимо
обсудить с поставщиком различные варианты организации ЛВС.
Если же в качестве файлового сервера вы используете один из ваших ПК,
то необходимо выбрать из них наиболее высокопроизводительную машину с
дисковым накопителем большого объема и высокого быстродействия.
Возникает вопрос, почему же нужно выбирать в качестве сервера наиболее
высокопроизводительную ЭВМ, если прикладные программы запускаются на
рабочих станциях, а не на файловом сервере? Во время работы ЛВС файловый
сервер получает от рабочих станций огромное количество запросов на
обслуживание файлов. Для обработки этих запросов ему приходится
затрачивать время на доступ к этим файлам на диске, используя большой объем
ресурсов процессора. Именно для того, чтобы ускорить обслуживание запросов
и создать у пользователя впечатление того, что он является единственным, кто
обращается к файловому серверу, необходимы такие параметры сервера, как
высокое быстродействие центрального процессора и дискового накопителя.
Для выделенного файлового сервера нет никакой необходимости
приобретать хороший цветной монитор, высококачественную клавиатуру и
дорогую мышь. Вполне достаточно снабдить его монохромным монитором, так
как после установки и запуска сетевой ОС вы не часто будете работать с этим
компьютером в интерактивном режиме.
АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА СЕРВЕРА
Итак, выше вы получили представление о компонентах файлового
сервера. Вы знаете основные шаги, необходимые для превращения ПК в
файловый сервер. Вам известны различные типы сетевых ОС и критерии,
которым должен отвечать файловый сервер. Теперь рассмотрим каждую из
этих компонент детальнее. Начнем с обсуждения того, как надежность вашего
файлового сервера может повлиять на всю работу в офисе.
ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ
Как уже отмечалось, файловый сервер эксплуатируется гораздо
интенсивнее, чем обычная рабочая станция. Вы можете использовать
клавиатуру и видеомонитор на сервере лишь пару раз в день, однако
центральный процессор и накопитель на жестком диске файлового сервера
непрерывно заняты обслуживанием запросов рабочих станций ЛВС.
Если рассматривать ЛВС в вашем офисе как важное вложение средств (а
считать иначе было бы неразумно), то тогда нужно выбирать в качестве
файлового сервера наиболее высококачественный ПК с наиболее
быстродействующим центральным процессором 80486 или Pentium.
Накопитель на жестком диске также должен быть быстродействующим и иметь
достаточно большой объем. Но наиболее важными для файлового сервера
являются вопросы надежности центрального процессора, материнской платы и
накопителя на жестком диске. Эти компоненты должны быть в высшей степени
надежны и экономить на них недопустимо, так как остановка ЛВС обходится
дорого, поскольку приводит к большим потерям рабочего времени многих
специалистов, которые не смогут получить доступ к своим файлам. Более
высококачественные компоненты будут гарантировать безотказность ЛВС в
течение большего периода времени.
Кроме того, необходимо установить график регулярных
профилактических работ на файловом сервере. За несколько недель работы
вентиляторы, расположенные в задней части сервера, прокачают через машину
огромное количество воздуха для ее охлаждения. Воздух может содержать
частицы пыли и грязи, которые оседают внутри ПК. Поэтому необходимо раз в
месяц или в два месяца разбирать сервер для очистки. Хотя нет необходимости
предупредительно заменять еще работающие компоненты сервера, но все же
нужно проверять, не ухудшилось ли качество его составляющих. Поэтому
необходимы диагностические программы и контрольно-измерительное
оборудование для периодической проверки состояния аппаратурных средств
сервера. (В главе 12 под названием "Управление ЛВС" обсуждаются различные
средства для регулировки вашего сервера).
Напряжение питания в промышленной электросети нередко испытывает
большие колебания и броски. В интересах повышения надежности файлового
сервера желательно использовать для его электропитания источник
бесперебойного питания. Это устройство не только будет питать сервер, когда
пропадет напряжение в сети, но и будет защищать файловый сервер от
воздействия всевозможных электрических помех.
Можно заключить, что необходимо сделать все для того, чтобы ваша ЛВС
надежно работала, и одной из таких мер может быть размещение файлового
сервера в недоступном для посторонних месте.
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА НАКОПИТЕЛЯ НА ЖЕСТКОМ ДИСКЕ
ФАЙЛОВОГО СЕРВЕРА
Накопитель на жестком диске является одной из наиболее важных
составляющих файлового сервера. На нем хранятся все файлы пользователей
сети. На рис. 4.1 показан накопитель на магнитном диске файлового сервера.
Надежность, быстрота доступа и емкость накопителя на жестком Диске сервера
определяют насколько эффективным будет использование ЛВС. Чаще всего в
типичной ЛВС узким местом является время, необходимое для операций
чтения/записи на жестком диске файл-сервера. Кроме того, пользователи ЛВС
часто жалуются на нехватку дискового пространства.
Оценка быстродействия диска
Скорость доступа к жесткому диску определяется рядом факторов,
включая следующие:
метод записи информации на диск (MFM, RLL, ESDI или SCSI)
тип контроллера и его "интеллектуальность"
тип жесткого диска
относительное положение секторов на соседних дорожках (interleave
factor)
расположение файлов на диске (от расположения файлов зависит
насколько далеко необходимо перемещаться головке чтения/записи для доступа
к файлу)