Сергеев А.П. Офисные локальные сети. Самоучитель

Подождите немного. Документ загружается.

Контрольные вопросы

Какой

тип сети может применяться для формирования городской сети?

а)

Ethernet;

б) Fast Ethernet;

в) Gigabit Ethernet;

r).FDDI;

д)

lOOVG-AnyLAN.

2. В каких сетях применяются интеллектуальные концентраторы?

а)

Ethernet;

б) Fast Ethernet;

в) Gigabit Ethernet;

г)

FDD!;

д)

lOOVG-AnyLAN.

3. Где используется технология маркерного доступа?

а)

Ethernet;

б) Fast Ethernet;

в) Gigabit Ethernet;

г)

FDDI;

д)

IQOVG-AnyLAN.

Глава 3. Основные типы стандартных локальных сетей 51

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

И РЕАЛИЗАЦИЯ СЕТИ

В этой части.

Проектирование локальной сети

Монтаж сети

Администрирование сети

Защита сети

Глава 4

Проектирование локальной

сети

В этой главе...

Выбор архитектуры сети, среды передачи данных и топологии локальной

сети

Выбор типа сетевого оборудования

Выбор сетевого программного обеспечения

Проектирование конфигурации и разводки сети

Резюме

Итак, мы ознакомились с основными теоретическими положениями,

имеющими

отношение к локальным вычислительным сетям. Теперь наступило время перейти к

практике, которая, как говорили классики, является критерием истины. И начинать

следует с определения

целей,

для решения которых предполагается использовать бу-

дущую

сеть. Краткий обзор основных направлений использования локальной сети

приводится в

следующем

разделе,

Выбор архитектуры сети, среды передачи

данных и топологии локальной сети

Локальные сети имеют множество применений, причем, в зависимости от кон-

кретного назначения, варьируется сетевое оборудование, топология локальной сети, а

также сетевая операционная

система.

Как

правило,

локальные сети применяются в

разного рола организациях, когда требуется объединять компьютеры и различные пе-

риферийные устройства в целях оптимального их использования. Ниже кратко пере-

числены основные сферы применения локальных сетей.

Назначение локальных сетей

Локальные сети чаше всего предназначаются для объединения компьютеров и пе-

риферийных устройств, находящихся в офисах и производственных цехах (сети этой

категории будут рассмотрены в дальнейшем

подробнее).

Сети,

предназначенные для

выполнения игровых и учебных задач, можно отнести к первой категории.

Локальные офисные сети

объединяют

компьютеры, на которых выполняется обра-

ботка текстовых (и графических) данных,

распределенные

вычисления (т.е. работа с се-

тевыми программами), а также

обращение

к базам данных. Компьютеры в сети обла-

дают равными правами, поэтому пользователь одного компьютера может

обращаться

к вычислительным ресурсам другого компьютера. В небольших по

размеру

сетях

(когда количество сетевых

компонентов

не превышает десяти) обычно используется

одноранговая

организация.

В одноранговых сетях отсутствует

выделенный

сервер, а регу-

лирование доступа к различным вычислительным ресурсам

осуществляется

путем

предоставления отдельным пользователям прав доступа. В качестве сетевой операци-

онной системы обычно применяется Windows

95/98/Ме,

хотя построение подобной

сети возможно и на основе более "продвинутых" операционных систем (например,

Windows 200Q/XP). Одноранговые сети идеальны в случае ограниченного количества

компьютеров и при выполнении несложных задач (совместное использование файлов

и принтеров). К недостаткам этого решения можно отнести слабую зашишенность

самой сети, а также резкое падение быстродействия при увеличении количества со-

ставляющих

сетевых компонентов.

В случае,

когда

возможностей одноранговых сетей явно недостаточно, может быть

организована сеть с выделенным сервером, который называется файл-сервером. В ка-

честве сервера применяется сетевой компьютер,

обладающий

достаточным объемом

оперативной и дисковой памяти. Учитывая быстроту технического

прогресса

и отно-

сительную дешевизну аппаратных компонентов, рекомендуется остановиться на вели-

чине в 256 Мбайт (для оперативной памяти) и 120 Гбайт (для дисковой памяти). Эти

ресурсы могут расцениваться как достаточные в случае

организации

небольшой ло-

кальной

сети,

когда количество компьютеров не превышает

15—20.

В силу того, что

степень надежности современных микросхем памяти достаточно высока, в большин-

стве случаев можно ограничиться обычной памятью (разумеется,

лучше

остановиться

на памяти от таких брэндов, как

Samsung,

Kinston

и т.д.) В особо ответственных си-

туациях выбирают память с дополнительным чипом проверки четности (ЕСС-

коррекция). Принцип работы памяти с проверкой четности проиллюстрирован на

рис. 4.1.

•

—Чип

проверки

четности

Чипы памяти

Рис.

4.1.

Функционирование памяти с проверкой четности

Еше совсем недавно рекомендации специалистов сводились к одному: следует вы-

бирать жесткие диски SCSI, поскольку

EIDE-диски

обладают недостаточной степенью

надежности. Подобные рекомендации в

настоящее

время уже неактуальны, так как

современные диски с интерфейсом E1DE обладают столь высокими показателями бы-

стродействия и надежности, что превосходят диски стандарта

SCSI-1!,

широко рас-

пространенные в недавнем "серверном прошлом". К тому же EIDE-диски характери-

зуются низкой

ценой,

зачастую не

превышающей

"порог" в 100 долларов.

В особо ответственных случаях диски можно объединять в

КАШ--массивы,

руково-

дствуясь принципом избыточного резервирования. При этом наиболее высокую степень

надежности обеспечивает технология

RAID-5

(даже при выходе из строя отдельного

диска сервер продолжает работу). Типовой контроллер

RA1D-5

изображен на рис. 4.2.

Далее кратко остановимся на выборе архитектуры и топологии локальной сети,

предназначенной для использования в офисе. Также рассмотрим методы выбора оп-

тимальной среды передачи данных.

Глава 4. Проектирование локальной сети

Рис. 4.2. Типовой контроллер RAID-5

Выбор топологии локальной сети

В первой части книги (глава 1) были представлены наиболее распространенные

топологии локальных сетей. Теперь рассмотрим некоторые практические вопросы.

Существует

три разновидности топологии локальной сети:

кольцевая

(ring), шин-

ная (bus) и звездообразная (star). Конкретный выбор напрямую связан с предназначе-

нием

будущей

сети.

В табл.

4.1

приводятся сравнительные характеристики каждой отдельной сетевой

топологии.

Таблица.

4.1.

Сравнительные характеристики топологий локальных сетей

Свойство сети

Себестоимость расширения

сети

Подключение новых сетевых

компьютеров

Отказоустойчивость

Максимальные

размеры

сети

Защита от несанкциониро-

ванного

подключений

Стоимость подключения

Характеристики системы при

высоких нагрузках

Передача

данных

в реальном

режиме

времени

Разводка кабеля

Характеристики

обслуживания

Шинная топология

Средняя

Пассивное

Высокая

Ограничены

Незначительная

Высокая

Плохие

Плохая

Хорошая

Среднее

Кольцевая топология

Средняя

Активное

Низкая

Практически не ограни-

чены

Хорошая

Несущественная

Удовлетворительные

Удовлетворительная

Среднее

Звездообразная топология

Низкая

Пассивное

Низкая

Практически не ограничены

Хорошая

Несущественная

Хорошие

Хорошая

Отличное

Для организации офисных сетей чаще всего применяется

звездообразная

тополо-

гия. Кольцевая топология используется в магистральных локальных сетях либо в се-

тях, включающих мэйнфреймы. Шинная топология находит свое применение в учеб-

ных сетях, а также в тех случаях, когда требуется организовать временную сеть, до-

пускающую быстрое и "безболезненное" изменение конфигурации.

Часть

П.

Проектирование и реализация сети

Выбор среды передачи данных

В качестве среды передачи данных в локальной сети чаше всего используют кабель

(оптоволокно или

традиционный

медный кабель). Применяют также бескабельные

среды передачи данных (радиоканал или инфракрасный

канал),

хотя они не получили

столь широкое распространение. При выборе среды передачи данных для локальной

сети принимаются во внимание

следующие

факторы:

• стоимость монтажа и дальнейшего обслуживания;

• скорость передачи данных;

• наличие ограничений на дальность передаваемых данных (без учета использо-

вания повторителей сигнала);

• безопасность передаваемой

информации.

Чаше всего в качестве среды передачи данных используется витая пара (обычно

неэкранированная категории 5). В данном случае затраты будут минимальными, хотя

этому решению присуши свои недостатки, главный из которых заключается в слабой

помехозащищенности.

Зато эти недостатки окупаются простотой монтажа кабельной

системы.

Вообще

говоря, недостаточная помехозащищенность имеет значение в про-

изводственных локальных сетях, когда кабели подвержены действию интенсивных

электрических помех. Подобная ситуация нехарактерна для большинства локальных

офисных сетей, где витая пара — оптимальный вариант. Иногда влияние помех мож-

но снизить с помощью экранированной витой пары, хотя подобное решение доста-

точно

дорогостоящее.

Альтернативой витой паре в условиях высокого уровня помех, а также при монта-

же длинных сетевых сегментов без использования повторителей является коаксиаль-

ный кабель. Различают два вида коаксиального кабеля ("тонкий" и "толстый"). При-

менение "толстого" кабеля обеспечивает монтаж сетевого сегмента без повторителей,

длина которого достигает 500 метров (глава 1). Коаксиальный кабель весьма дорог, к

тому же его монтаж (особенно "толстого" кабеля) достаточно сложен. В настоящее

время применение этого типа кабеля ограниченно.

Наиболее

дорогостоящими

являются оптоволоконные кабели. Этот вид среды пе-

редачи данных абсолютно нечувствителен к внешним наводкам, а скорость передачи

данных достигает нескольких Гбайт/с. Затухание сигнала является минимальным,

благодаря чему максимальная дальность передачи информации (без применения по-

вторителей) достигает 50 км. Выбор этого типа кабеля целесообразен при монтаже ло-

кальной сети в среде с высоким уровнем электромагнитных помех, а также при орга-

низации

магистральных сетей (сети FDDI), передающих данные между отдельными

локальными сетями.

Бескабельные среды передачи данных используются в случае, когда невозможен

монтаж обычного кабеля либо требуется обеспечить мобильность сетевых компьюте-

ров. Достаточно часто бескабельное подключение применяется в комбинации с обыч-

ным кабельным подключением. Например, к одному из компьютеров локальной сети

может подключаться ноутбук с целью передачи информации по инфракрасному кана-

лу связи. Теперь рассмотрим проблемы, связанные с выбором типа сетевого оборудо-

вания.

Выбор типа сетевого оборудования

Подключение компьютера к сети обеспечивается с

помощью

сетевого адаптера

(сетевой карты). Сетевые адаптеры, как правило, устанавливаются в свободные слоты

на материнской плате компьютера (обычно в слоты PCI). Каждый сетевой адаптер

Глава 4. Проектирование локальной сети 57

оборудован собственным

процессором,

а также

гнездом

для микросхемы ПЗУ удален-

ной загрузки. Эта микросхема обеспечивает загрузку ОС для клиентского сетевого

компьютера,

что позволяет исключить установку операционной системы на этом ком-

пьютере. Сетевые адаптеры стандарта PCI обычно

безджамперные,

а разрешение

конфликтов между

прерываниями

и распределение системных ресурсов обеспечивает-

ся с помощью технологии

Plug

and Play. Некоторые сетевые адаптеры комбинирован-

ные

(коаксиал

и витая пара), однако большинство рассчитаны на определенную топо-

логию локальной сети. Сетевой адаптер стандарта Fast Ethernet изображен на рис. 4.3.

Рис. 4.3. Сетевой адаптер

10/100

Мбит/с

Цены на сетевые адаптеры снижаются согласно закону геометрической прогрессии

(адаптер сети IOBase2 теперь можно приобрести по цене 5 долларов, а цена адаптера

Fast Ethernet 10/100 Мбит/с зачастую не превышает 10 долларов). Конечно, эти цены

относятся к устройствам из класса

"noname",

хотя характеристики адаптеров позволят

создавать рабочую локальную сеть.

В процессе установки сетевого адаптера в компьютер следует позаботиться о нали-

чии драйвера (обычно входит в комплект поставки или предлагается

операционными

системами семейства Windows 9X/2000). Работа сетевого адаптера невозможна без ус-

тановки протоколов NetBEUI (как минимум) и TCP/IP (в случае, если локальная сеть

имеет выход в Internet).

При установке устаревших сетевых адаптеров

(ISA),

которые не поддерживают Plug

and Play, следует позаботиться о настройке прерываний (IRQ) и адресов ввода-вывода.

Здесь важно избегать конфликта с другими аппаратными устройствами. Если вы рабо-

таете с

операционными

системами из семейства Windows

9Х/200,

проверка значений

этих параметров осуществляется

.с

помощью аплета System (Система) из панели

управления. На рис. 4.4 приводится типичный вид окна этого

апплета

для сетевого

адаптера Fast Ethernet 10/100 Мбит/с.

Оборудование для сетей на витой паре

Дальнейший состав выбираемого оборудования зависит от типа локальной сети.

К примеру, если вы решили установить локальную сеть звездообразной топологии,

причем в качестве среды передачи данных используется

витая

пара,

наиболее

важным

компонентом такой сети будет концентратор

(хаб).

Как правило, концентраторы под-

держивают 8,

12,

16 или 24 сетевых порта. От количества поддерживаемых портов су-

щественно зависит цена концентратора, поэтому следует остановиться на разумном

компромиссе. Все концентраторы поддерживают индикацию состояния сети (обмен

данными, наличие конфликтов и т.д.) и нуждаются в источнике электропитания.

Внешний вид типичного концентратора приводится на рис. 4.5.

5Я

Часть II.

Проектирование

и реализация сети

Ойцйе)

Дгаюлемгелвно]

Драйвер

Ресурсы

Wires

SURECQM

ЕР-ЗЯХ-Я

iqO/1WMPP

Перечень

((И

Диапазон

еводэ/еывааа

E4QO-E4FF

Диапазон

памяти

ОвООВООО

•

D9QOBOFF

1(И13впр(н;напр*рьванис

Рис. 4.4. Значение прерывания и адреса ввода-

вывода для адаптера SURECOM EP-320X-R

Возможно объединение

концентраторов,

в результате чего образуются каскадные

структуры. Соединение

концентраторов

с компьютерами и другими концентраторами

возможно с помощью разъемов

RJ-45,

напоминающих обычные "телефонные" разъе-

мы типа

RJ-11.

Внешний вид подобного разъема приводится на рис. 4.6.

Рис, 4.5. Типичный

12-портовый

кон-

центратор

Рис. 4.6. Типичный разъ-

ем типа

RJ-45

Расположение контактов разъемов будет различным в

следующих

двух

случаях:

• обычный режим: подключение кабеля, ведущего к сетевому адаптеру;

• режим каскадирования: подключение кабеля, ведущего к другому концентра-

тору (в этом случае формируется каскадная структура, позволяющая увеличить

количество подключаемых сетевых компьютеров без применения дорогих

многопортовых концентраторов).

Расположение контактов разъема

RJ-45

для каждого из описанных режимов при-

водится в табл. 4.2.

Таблица 4.2. Разводка контактов разъема RJ-45

Номер

контакта

Обычный режим

Т0+(передача)

ТО-(передача)

Я0+(прием)

Резким

каскадирования

П0+(прием)

РО-(прием)

TD+

(передача)

Глава 4. Проектирование локальной сети

Окончание

табл.

4.2

Номер контакта

Обычный режим

не используется

ВО-(прием)

не

используется

не

используется

Режим каскадирования

не используется

не

используется

ТО-(передача)

не используется

Оборудование для сетей на коаксиале

В главе 1 вкратце рассматривались сети, построенные на основе коаксиального

ка-

беля ("толстый" и "тонкий" Ethernet). Соединение "тонкого"

коаксиала

с сетевыми

адаптерами

осуществляется

с помошью разъемов и тройников байонетного типа

(ВМС-разъемы).

Существуют ограничения для "тонкого" Ethernet (длина сетевого

сегмента ограничена величиной 185

м)

и для "толстого" Ethernet (длина сетевого сег-

мента ограничена величиной 500 м). Каков же выход из сложившейся

ситуации?

Наиболее простой выход заключается в использовании так называемых

повторите-

лей

сигнала

(репитеров). Благодаря этим устройствам максимальная длина сети возрас-

тает до 925 м

(185x5,

поскольку количество повторителей в сети не может

превышать 4). Подключение сетевых сегментов к повторителю осуществляется с по-

мошью Т-образных коннекторов, причем к одному

концу

коннектора подключается

сетевой сегмент, а ко второму — терминатор. На рис. 4.7 вы можете видеть типичный

повторитель сигнала.

Рис. 4.7. Повторитель, используемый для увеличения

размеров локальной сети

Если повторители применяются в сети "толстый" Ethernet, максимальная длина

сети возрастает до 2,5 км. Подключение репитеров к кабелю в этом случае выполняет-

ся с помошью промежуточного устройства, называемого

трансивером,

при этом ис-

пользуется 15-контактный

AUI-разъем.

На рис. 4.8 показан типичный трансивер.

Простейший повторитель снабжен двумя разъемами

(AUI

или BNC), к которым

подключаются сетевые сегменты. Более сложные повторители снабжены большим ко-

личеством разъемов, благодаря чему становится возможным подключение большего

количества сетевых сегментов.

Часть II. Проектирование и реализация сети