Реферат: Системы телекоммуникации и связи

Фирма Novell предложила свое решение для организации работы групп пользователей. Ее сетевая оболочка Novell NetWare Lite напоминает одно-ранговые сетевые оболочки тем, что для организации сети не требуются выделенные файл-серверы, облегчено совместное использование дисков и принтеров. Novell NetWare Lite запускается как набор резидентных программ в среде MS-DOS.

Однако Novell NetWare Lite не является одноранговой сетью. Скорее это сеть с централизованным управлением, в которой может быть несколько невыделенных или выделенных серверов.

В целом Novell NetWare Lite представляет достаточно удачное решение для организации небольших сетей. Кроме того, Novell NetWare Lite хорошо уживается с Novell NetWare 3.11, что позволяет комбинировать возможности сетей с централизованным управлением на базе NetWare 3.11 с удобным разделением ресурсов отдельных рабочих станций.

Из всего разнообразия сетевых OS и оболочек самые распространенные и самые интересные изделия - Novell NetWare и Microsoft Windows for Workgroups.

2.7.3 Мосты

При работе большого количества рабочих станций с одним файл-сервером производительность такой сети может оказаться невысокой. Это связано с тем, что на сервере стоит один-два диска и для удовлетворения большого количества запросов потребуются многочисленные перемещения блока головок. Увеличение размера расширенной памяти, установленной на файл-сервере, может в некоторой степени улучшить ситуацию, так как NetWare увеличит размер дискового буфера. Однако такое решение стоит дорого и не всегда может привести к желаемому результату.

Поэтому может возникнуть необходимость установить второй файл-сервер. Сеть с двумя файл-серверами будет работать быстрее, так как теперь будет не только большее количество дисков, но и два дисковых контроллера вместо одного, а также два процессора.

Иногда выгодно полностью разделить сети, снабдив каждую своим отдельным файл-сервером. Для связи отдельных сетей в единую сеть можно использовать так называемые мосты. С помощью моста можно объединить в единое целое даже сети, использующие разные методы доступа, например Ethernet, Arcnet, Token-Ring.

Мосты бывают двух типов:

·    внутренние

·    внешние

2.7.3.1 Внутренние

Внутренний мост организуется следующим образом. В один файл-сервер вставляется несколько (в версии Novell NetWare 386 до четырех) сетевых адаптеров. К каждому сетевому адаптеру подключается свой сегмент сети. (При объединении сетей с разными методами доступа необходимо для каждого метода установить свой адаптер и загрузить несколько драйверов - для каждого сетевого адаптера свой).

2.7.3.2 Внешние

Внешний мост требует для себя отдельного компьютера. Этот компьютер должен иметь несколько сетевых адаптеров (по одному для каждой из объединяемых сетей) и запускаться специальным программным обеспечением моста, входящим в комплект ОS Novell NetWare 386.

2.7.4 Транзакции.

Транзакцией называется совокупность трех действий:

·    чтение данных;

·    обработка данных;

·    запись данных.

Применительно к файл-серверу транзакцией можно считать процесс изменения файла на сервере, когда рабочая станция сначала читает файл или его часть, а затем пишет в этот же файл.

В многопользовательской среде, к которой можно отнести локальную сеть, каждый пользователь может независимо от другого модифицировать одни и те же данные, хранящиеся на файл-сервере. Если во время такой модификации произойдет "зависание" сети или аварийное отключение электропитания, изменяемые на сервере файлы могут быть разрушены.

Для повышения надежности OS Novell NetWare 386 содержит специальную систему прослеживания транзакций TTS (Transaction Tracking System). Эта система следит за транзакциями и в случае аварии сервера при повторном его запуске ликвидирует все действия, выполненные незавершенной транзакцией. В этом случае произойдет так называемый откат транзакции.

2.7.5 Зеркальные диски.

Для исключения ущерба, связанного с возможным повреждением диска, в ответственных случаях используют резервирование дисков. Для резервирования дисков к одному дисковому контроллеру подключают два совершенно одинаковых винчестера и соответствующим образом настраивают OS NetWare 386. После этого вся информация, записываемая на основной диск, будет дублироваться на втором, называемом зеркальным.

В случае повреждения основного диска можно выполнить полное восстановление данных с зеркального при помощи специальной процедуры восстановления.

Дополнительно используется так называемое горячее резервирование дорожек диска (Hot Fix). На диске выделяется область горячего резервирования. Если в процессе работы на диске обнаруживается дефектная дорожка, она динамически заменяется дорожкой из области резервирования.

2.7.6 Резервирование дисков и каналов.

При использовании зеркального диска есть вероятность повреждения единых для обоих дисков канала, контроллера и блока питания.

OS NetWare 386 может резервировать целиком каналы, при этом используются два контроллера, к которым соответственно подключены два диска. Для питания этих контроллеров и дисков используются два блока питания.

2.7.7 Горячее резервирование серверов.

Восстановление данных с зеркального диска может потребовать, в зависимости от объема диска, времени порядка нескольких часов. Иногда такая задержка в работе сети является совершенно недопустимой.

Относительно недавно фирма Novell разработала сетевую OS NetWare System Fault Tolerance Level III (SFT III) версии 3.11. Эта OS обеспечивает горячее резервирование серверов.

Система NetWare SFT III состоит из двух серверов, соединенных между собой скоростной линией связи, с использованием специальных адаптеров MSL (Mirrored Server Link).Эти адаптеры могут соединяться коаксиальным кабелем длиной до 33 метров или оптоволоконным кабелем длиной до 4 километров.

Выход из строя одного сервера не влечет за собой остановку работы сети - в дело автоматически включается резервный сервер. Благодаря высокоскоростному каналу связи диски резервного сервера содержат те же файлы, что и диски основного, поэтому никакого восстановления данных не требуется. Можно ремонтировать один из двух используемых серверов без остановки всей системы, что очень важно, если система должна работать круглосуточно.

2.8 Управление доступом.

Любая серьезная многопользовательская система должна содержать средства разграничения доступа к совместно используемым ресурсам. В сети Novell NetWare такими ресурсами являются данные на файл-серверах и сетевые принтеры.

Система разграничения доступа, реализованная в NetWare 386, достаточно мощная и удобная. Все пользователи могут быть разделены системным администратором на группы. Каждая группа может иметь свои права, причем один и тот же пользователь может находиться одновременно в разных группах.

Для управления группами в Novell NetWare вводится понятие администратора группы. Администратор группы может не иметь всех прав в сети, предоставляемых только системному администратору.

В OS NetWare 386 можно предоставлять доступ как к каталогам, так и к отдельным файлам. Причем это может быть как полный доступ, так и частичный, например, администратор может разрешить только читать файл, но не писать в него. Пользователь не видит каталоги или файлы на диске, если у него нет права просмотра содержимого соответствующего каталога.

3.1 Введение

Internet - глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир. Сегодня Internet имеет около 19 миллионов абонентов в более чем 150 странах мира. Ежемесячно размер сети увеличивается на 7-10%. Internet образует как бы ядро, обеспечивающее связь различных информационных сетей, принадлежащих различным учреждениям во всем мире, одна с другой.

Если ранее сеть использовалась исключительно в качестве среды передачи файлов и сообщений электронной почты, то сегодня решаются более сложные задачи распределеного доступа к ресурсам. Около двух лет назад были созданы оболочки, поддерживающие функции сетевого поиска и доступа к распределенным информационным ресурсам, электронным архивам.

Internet, служившая когда-то исключительно исследовательским и учебным группам, чьи интересы простирались вплоть до доступа к суперкомпьютерам, становится все более популярной в деловом мире.

Компании соблазняют быстрота, дешевая глобальная связь, удобство для проведения совместных работ, доступные программы, уникальная база данных сети Internet. Они рассматривают глобальную сеть как дополнение к своим собственным локальной сетям.

 При низкой стоимости услуг (часто это только фиксированная ежемесячная плата за используемые линии или телефон) пользователи могут получить доступ к коммерческим и некоммерческим информационным службам США, Канады, Австралии и многих европейских стран. В архивах свободного доступа сети Internet можно найти информацию практически по всем сферам человеческой деятельности, начиная с новых научных открытий до прогноза погоды на завтра.

Кроме того Internet предоставляет уникальные возможности дешевой, надежной и конфиденциальной глобальной связи по всему миру. Это оказывается очень удобным для фирм имеющих свои филиалы по всему миру, транснациональных корпораций и структур управления. Обычно, использование инфраструктуры Internet для международной связи обходится значительно дешевле прямой компьютерной связи через спутниковый канал или через телефон.

Электронная почта - самая распространенная услуга сети Internet. В настоящее время свой адрес по электронной почте имеют приблизительно 20 миллионов человек. Посылка письма по электронной почте обходится значительно дешевле посылки обычного письма. Кроме того сообщение, посланное по электронной почте дойдет до адресата за несколько часов, в то время как обычное письмо может добираться до адресата несколько дней, а то и недель.

В настоящее время Internet испытывает период подъема, во многом благодаря активной поддержке со стороны правительств европейских стран и США. Ежегодно в США выделяется около 1-2 миллионов долларов на создание новой сетевой инфраструктуры. Исследования в области сетевых коммуникаций финансируются также правительствами Великобритании, Швеции, Финляндии, Германии.

Однако, государственное финансирование - лишь небольшая часть поступающих средств, т.к. все более заметной становится "коммерцизация" сети (ожидается, что 80-90% средств будет поступать из частного сектора).

3.2 История сети Internet

В 1961 году Defence Advanced Research Agensy (DARPA) по заданию министерства обороны США приступило к проекту по созданию экспериментальной сети передачи 500пакетов. Эта сеть, названная ARPANET, предназначалась первоначально для изучения методов обеспечения надежной связи между компьютерами различных типов. Многие методы передачи данных через модемы были разработаны в ARPANET. Тогда же были разработаны и протоколы передачи данных в сети - TCP/IP. TCP/IP - это множество коммуникационных протоколов, которые определяют, как компьютеры различных типов могут общаться между собой.

Эксперимент с ARPANET был настолько успешен, что многие организации захотели войти в нее, с целью использования для ежедневной передачи данных. И в 1975 году ARPANET превратилась из экспериментальной сети в рабочую сеть. Ответственность за администрирование сети взяло на себя Defence Communication Agency (DCA), в настоящее время называемое Defence Information Systems Agency (DISA). Но развитие ARPANET на этом не остановилось; Протоколы TCP/IP продолжали развиваться и совершенствоваться.

В 1983 году вышел первый стандарт для протоколов TCP/IP, вошедший в Military Standarts (MIL STD), т.е. в военные стандарты, и все, кто работал в сети, обязаны были перейти к этим новым протоколам. Для облегчения этого перехода DARPA обратилась с предложением к руководителям фирмы Berkley Software Design - внедрить протоколы TCP/IP в Berkeley(BSD) UNIX. С этого и начался союз UNIX и TCP/IP.

Спустя некоторое время TCP/IP был адаптирован в обычный, то есть в общедоступный стандарт, и термин Internet вошел во всеобщее употребление. В 1983 году из ARPANET выделилась MILNET, которая стала относиться к Defence Data Network (DDN) министерства обороны США. Термин Internet стал использоваться для обозначения единой сети: MILNET плюс ARPANET. И хотя в 1991 году ARPANET прекратила свое существование, сеть Internet существует, ее размеры намного превышают первоначальные, так как она объединила множество сетей во всем мире. Диаграмма 1 иллюстрирует рост числа хостов, подключенных к сети Internet с 4 компьютеров в 1969 году до 3,2 миллионов в 1994. Хостом в сети Internet называются компьютеры, работающие в многозадачной операционной системе (Unix, VMS), поддерживающие протоколы TCP\IP и предоставляющие пользователям какие-либо сетевые услуги.

Диаграмма #1

3.3 Протоколы сети Internet

Основное, что отличает Internet от других сетей - это ее протоколы - TCP/IP. Вообще, термин TCP/IP обычно означает все, что связано с протоколами взаимодействия между компьютерами в Internet. Он охватывает целое семейство протоколов, прикладные программы, и даже саму сеть. TCP/IP - это технология межсетевого взаимодействия, технология internet. Сеть, которая использует технологию internet, называется "internet". Если речь идет о глобальной сети, объединяющей множество сетей с технологией internet, то ее называют Internet.

Свое название протокол TCP/IP получил от двух коммуникационных протоколов (или протоколов связи). Это Transmission Control Protocol (TCP) и Internet Protocol (IP). Несмотря на то, что в сети Internet используется большое число других протоколов, сеть Internet часто называют TCP/IP-сетью, так как эти два протокола, безусловно, являются важнейшими.

Как и во всякой другой сети в Internet существует 7 уровней взаимодействия между компьютерами: физический, логический, сетевой, транспортный, уровень сеансов связи, представительский и прикладной уровень. Соответственно каждому уровню взаимодействия соответствует набор протоколов (т.е. правил взаимодействия).

Протоколы физического уровня определяют вид и характеристики линий связи между компьютерами. В Internet используются практически все известные в настоящее время способы связи от простого провода (витая пара) до волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).

Для каждого типа линий связи разработан соответствующий протокол логического уровня, занимающийся управлением передачей информации по каналу. К протоколам логического уровня для телефонных линий относятся протоколы SLIP (Serial Line Interface Protocol) и PPP (Point to Point Protocol). Для связи по кабелю локальной сети - это пакетные драйверы плат ЛВС.

Протоколы сетевого уровня отвечают за передачу данных между устройствами в разных сетях, то есть занимаются маршрутизацией пакетов в сети. К протоколам сетевого уровня принадлежат IP (Internet Protocol) и ARP (Address Resolution Protocol).

Протоколы транспортного уровня управляют передачей данных из одной программы в другую. К протоколам транспортного уровня принадлежат TCP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol).

Протоколы уровня сеансов связи отвечают за установку, поддержание и уничтожение соответствующих каналов. В Internet этим занимаются уже упомянутые TCP и UDP протоколы, а также протокол UUCP (Unix to Unix Copy Protocol).

Протоколы представительского уровня занимаются обслуживанием прикладных программ. К программам представительского уровня принадлежат программы, запускаемые, к примеру, на Unix-сервере, для предоставления различных услуг абонентам. К таким программам относятся: telnet-сервер, FTP-сервер, Gopher-сервер, NFS-сервер, NNTP (Net News Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), POP2 и POP3 (Post Office Protocol) и т.д.

К протоколам прикладного уровня относятся сетевые услуги и программы их предоставления.

3.4 Спутники – это не только телевидение...

Если взглянуть на статистику принятых и пе­реданных байтов после сеанса наиболее распространенного сегодня коммутируемо­го подключения (по телефонной линии) к Интернету, можно увидеть, что первая цифра во много раз превышает вторую. На каждый передан­ный байт приходится несколько десятков приня­тых. В то же время известно, что спутниковые кана­лы связи обладают очень широкой полосой пропу­скания (правда, только при приеме информации). Решение, которое приходит на ум, - разделить по­токи данных, идущие от пользователя и к нему. Пе­редавать информацию на компьютер можно через спутник, а управлять этим потоком пользователь может через обычную (коммутируемую или выде­ленную) модемную линию.

Около десяти лет назад компания Hughes Electronics Corporation (США), вернее, ее подразделение - фир­ма Hughes Network Systems (HNS) предложила поль­зователям коммерческое решение, которое сегодня практически стало стандартом для спутникового до­ступа к Интернету. Разработанная HNS система DirecPC обеспечила передачу данных на отдельный компьютер со скоростью до 400 Кбит/с. Это в 14 раз быстрее, чем доступ по обычному моде­му (28,8 Кбит/с), и в три раза быстрее, чем по ISDN.

3.4.1 Как это происходит

Еще раз отметим, что особенность системы DirecPC - асимметричность: прямой высокоскорост­ной канал (получение информации со спутника) до­полняется низкоскоростным обратным каналом (пе­редача запросов и пакетов подтверждений), в качест­ве которого выступает dial-up-подключение или вы­деленная линия ближайшего провайдера.

Путь, который проходят запросы пользователя сис­темы DirecPC, несколько необычен. Пакеты запросов и подтверждений клиента, находящегося в Европе, формируемые адаптером DirecPC, транзитом через ISP, идут в так называемый операционный центр NOC (ОЦ) в Германии, имею­щий скоростной доступ в Интернет, откуда обрабо­танная заказанная информация пересылается через спутник заказчику.

Правда, до этого момента происходит ряд дополни­тельных действий. Согласно технологии, драйвер адап­тера DirecPC компьютера пользователя изменяет об­ратный IP-адрес каждого пакета, содержащего запрос к Интернет-серверам, на IP-адрес пользователя на серве­ре операционного центра. Затем драйвер упаковывает исходный пакет с модифицированным обратным ад­ресом в пакет, адресованный ОЦ и отсылает его в Ин­тернет. Запрошенный пользоватечем Интернет-сервер, обработав запрос, передает требуемые данные по мо­дифицированному обратному адресу пользователя в ОЦ, откуда они доставляются по спутниковому каналу непосредственно на компьютер пользователя.

Информация из ОЦ DirecPC передается пакетами по 1500 байтов. После приема четырех пакетов драй­вер DirecPC отсылает пакет подтверждения разме­ром в среднем в 50 байтов. Таким образом, для при­нятия за одну секунду 50 Кбайтов требуется пере­дать порядка 450 байтов по наземному каналу. Как видим, даже с учетом дополнительно передаваемых запросов, для работы DirecPC достаточно любой скорости наземного канала,

3.4.2 Сервисы DirecPC

Система DirecPC ориентирована на предоставле­ние как традиционных Интернет-услуг, так и спе­цифических.

·    Услуга TurboInternet включает стандартные сервисы, такие как WWW, FTP, E-mail, Usenet и др. для индиви­дуального получения информации с Web-серверов в интерактивном режиме.

·    Услуга Package Delivery предназначена для организа­ции высокоскоростной рассылки аудио, видео, гра­фических и текстовых файлов любому чисто пользо­вателей, находящихся в зоне охвата спутника.

·    Особенности услуги Package Delivery:

·    неограниченное число пользователей. Отправи­тель определяет адреса и платит только за раз­мер файла, а не за количество получателей или их удаленность;

·    скорость доставки - до 3 Мбит/с, что в 100 раз быстрее, чем при использовании обычных моде­мов (28,8 Кбит/с);

·    различные сроки доставки: файлы могут быть получены в указанное отправителем время или с задержкой в зависимости от указанного приоритета:

·    повышение надежности передачи информации за счет сокращения времени передачи и возмож­ности повторной передачи в случае сбоя.

Package Delivery особенно актуальна для больших компаний, банков, имеющих разветвленную сеть филиалов в регионах, так как позволяет организо­вать эффективное управление подразделениями. В сочетании с Turbolnternet она обеспечивает эф­фективное функционирование корпоративных систем и сетей связи.

Доставка исходной информации в ОЦ может быть осуществлена по наземным линиям связи через Интернет (с помощью ftp. E-mail и др.) или поч­той-на физическом носителе (СО-ROM, Floppy Disk), В заданное время содержимое файла указан­ное отправителем, ретранслируется через спутниковый канал группе абонентов, указанных в списке рассылки. При необходимости NOC может органи­зовать выдачу отправителю подтверждений о до­ставке информации каждому абоненту.

Услуга Turbo Webcast/Turbo Multicast позволяет контент-провайдерам предоставлять своим подписчи­кам любую цифровую мультимедиа информацию с помощью популярной PUSH-технологии. Это могут быть как различные видеоконференции, так и платное телевидение.

3.4.3 Полный комплект

В стандартный комплект DirecPC входят:

·    плата адаптера DirecPC стандарта PCI и программ­ное обеспечение (поставляется вместе с платой);

·    параболическая антенна, диаметр которой зави­сит от места установки;

·    приемная головка и рупорный облучатель. уста­навливаемые на антенне;

·    коаксиальный кабель - 75 Ом;

Для установки системы DirecPC необходимо:

·    нали­чие свободного слота PCI для установки адаптера;

·    удаление точки установки спутниковой антенны - не более 100 м от компьютера;

·    открытый вид на спутник в точке установки приемной антенны;

·    подключение к местному Интернет-провайдеру;

Сегодня система DirecPC работает со следующими пользовательскими операционными системами:

Windows 3.1/3.11, Windows 95/98, а также OS/2. Для обеспечения DirecPC-доступа в Интернет через ло­кальную сеть необходимо установить дополни­тельное программное обеспечение, разработан­ное компанией Helius. - «Network Edition v 2.1», ко­торое предназначено для операционных систем NetWare, Windows NT, Linux.

3.4.4 Запад есть Запад, а Восток есть Восток

Несмотря на довольно продолжительный срок экс­плуатации, цены на услуги DirecPC в США и Европе все еще существенно отличаются. Впрочем, этому имеется целый ряд объективных причин. Главной из них является достаточно сильная разница в требуе­мых финансовых затратах. Дело в том, что на терри­тории США компания Hughes Network System имеет собственные передающие станции и спутники, с по­мощью которых осуществляется передача данных пользователям. А для работы в Европе американцам потребовалось создать два совместных с Hughes Network System предприятия: Hughes Olivetti Telecom - для продвижения данной технологии в Западной Европе и NetSat Express, которая предоставляет услу­ги в Восточной Европе, включая Украину.

Естественно, этим фирмам потребовалось арендо­вать передатчик на спутнике (сегодня это Hot Bird-3 над 13° восточной долготы) и Операционный центр в городе Гришейм (Германия). В результате, учитывая стоимость аренды спутника, особенности. связанные с международным регулированием, стоимость оборудования и трафика для Европы и СНГ выше, чем в Америке.

Кроме того, система DirecPC в странах СНГ имеет несколько дополнительных недостатков. Первый заключается в принципе организации передачи потоков данных. Так как все запросы абонентов обязательно проходят через NOC, это означает транзит всего исходящего графика через Герма­нию даже в том случае, когда пользователь и ис­точник информации являются абонентами одною или расположенных рядом ISP. В результате возни­кает совершенно бесполезный трафик (следует также учитывать вопросы государственной безо­пасности), избавиться от которого можно лишь разместив операционный центр поблизости от ре­гиональной группировки ISP.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5