Блог Александра Башкирова

ИТ и бизнес, компьютеры и ПО, фото, программирование и просто мысли…
Этот сайт в основном посвящен тому, что мне интересно вне работы. Ведется в порядке хобби.
Все изложенное на сайте - мое частное оценочное мнение и не может быть истолковано иначе.
Со всеми вытекающими из этого последствиями.

термины

Подписаться на эту метку по RSS

Локальные вычислительные сети – часть 4: Технические подробности: способ прокладки сети

Просмотров: 2815Комментарии: 0
Статьи

Следующим элементом после сетевой карты, без которого невозможно представить себе сеть (по крайней мере, на сегодняшний день), является сетевой кабель.

На сегодняшний день существует два основных типа кабеля, применяемого для монтажа: коаксиальный и "витая пара".

Коаксиальный кабель (довольно часто его еще называют кабелем BNC) представляет собой одножильный медный проводник, "упакованный" в защитную изоляцию типа "оплетка" (этот кабель очень похож на телевизионный антенный кабель). Несколько лет назад коаксиальный кабель был чуть ли не единственным доступным средством для обеспечения соединений компьютеров в сеть. Скорость передачи данных по такому кабелю не превышает 10 Мбит/сек, предельная длина прямого участка без повторителя – 185 метров. Кроме "классического", или так называемого "тонкого" коаксиального кабеля, применяемого для монтажа большинства сетей LAN, на практике иногда применяли "толстый" коаксиальный кабель. Он отличается от "тонкого" более высокой помехозащищенностью, и, следовательно, большей длиной рабочего участка. Однако этот кабель имеет существенный недостаток – очень высокую жесткость. Поэтому его применяли в основном для создания сетевой магистрали, к которой компьютеры подключали посредством отводок тонкого коаксиального кабеля.

Соединение этого кабеля с сетью производится при помощи Т-разъема, кабеля с BNC-разъемом и терминаторов (нагрузочных сопротивлений). Т-разъем (как правило, он продается в комплекте с сетевой платой) присоединяется к ее BNC-разъему, на оставшиеся два разъема присоединяются два коаксиальных кабеля, ведущих к двум соседним машинам. В конечном итоге получается цепь последовательно соединенных компьютеров. На концах этой цепи для согласования и предотвращения образования теневых пакетов устанавливают терминаторы - нагрузочные сопротивления, чьи активные (омические) сопротивления равны волновому сопротивлению кабеля. Обычно омическое сопротивление терминатора составляет 50 Ом.

Кабель типа "витая пара" представляет собой набор скрученных попарно проводников. Такая система достаточно хорошо защищена от помех: каждый кабель по отдельности является приемником помех, но проводники "работают в скрутке", что создает противофазные колебания (и, следовательно, затухание) помех. Все кабели типа "витая пара" в зависимости от качества разбиты на пять категорий. В настоящее время при монтаже сетей в основном используется кабель типа "витая пара пятой категории", хотя кое-где встречаются и кабеля третьей категории. Отличие кабелей различных категорий состоит в скорости передачи данных. Так, кабели категории три обеспечивают передачу данных на скорости 10 Мбит/сек, и содержит не менее трех скруток каждого из попарных проводников на погонный фут. Кабели категории пять обеспечивают передачу данных на скорости 100 Мбит/сек, и содержат не менее пяти скруток на погонный фут. При соединении компьютеров кабелем типа "витая пара пятой категории" максимальное расстояние, на которое можно протянуть кабель без дополнительных устройств – 90 метров.

Кроме категорий кабеля, они отличаются по типу. Так, кабель UTP (неэкранированная витая пара) имеет 4 пары скрученных проводников без дополнительных экранирующих оболочек, то есть он соответствует кабелю "витая пара пятой категории". Кабель STP (экранированная витая пара) имеет всего две пары скрученных проводников и защитную оболочку из фольги. В основном, защита проводников от помех в кабелях STP осуществляется именно за счет оболочки-экрана, а не за счет скручивания проводников друг с другом. На первый взгляд кабель STP лучше защищен от помех, чем кабель UTP, хотя на самом деле это не так: для того, чтобы обеспечить действительно эффективную защиту проводников кабеля STP, необходимо обеспечить как правильное подключение защитной оболочки, так и ее целостность, поскольку в противном случае проводники кабеля STP оказываются практически не защищенными от помех. Кроме того, с кабелем STP тяжелее работать, так как дополнительная экранирующая оболочка придает ему большую жесткость.

Рассмотрим теперь варианты фиксирования кабелей в помещении. Сразу же стоит оговорится, что фиксация кабельной системы – это действительно необходимый этап создания сети: жестко закрепленный кабель меньше подвергается случайным внешним механическим воздействиям. (Многие системные администраторы грустно шутят, что худший враг нефиксированного кабельного хозяйства – метла уборщицы).

Как правило, для фиксации кабальной системы применяют либо внутреннюю проводку кабеля, либо открытую наружную, либо наружную в коробах. Внутренняя проводка кабеля подразумевает под собой маскирование сетевого кабеля различными элементами строительных сооружений: фальшпанелями, подвесными потолками, плинтусами и т.д. Это самый оптимальный с точки зрения защищенности от механических повреждений и эстетики способ прокладки кабеля. Минусом этого способа является высокая трудоемкость процесса укладки, и, как следствие, сложность заведения новых кабелей при необходимости (представьте себе, что необходимо проложить 50 метров кабеля за фальшпанелью). Прокладка кабеля в коробах подразумевает их наружный монтаж, с последующем размещением в нем кабеля. Этот способ также позволяет хорошо защитить кабель от механических повреждений, правда, несколько проигрывая внутренней проводке в эстетике. Плюсом этого способа является возможность сравнительно легкой возможности заведения новых кабелей в короб, однако надо иметь в виду, что короб имеет определенное сечение, рассчитанное на определенное количество кабелей. Поэтому, приобретая короб для офиса, необходимо оставить место под 3 – 4 дополнительных кабеля – в качестве резерва. Наконец, последний способ – монтаж кабеля наружной проводкой – проигрывает первым двум по защищенности от механических воздействий и эстетике (представьте себе, что наружной проводкой прокладывается одновременно 20 кабелей). Плюсом этого способа является, если так можно сказать, высокая наглядность – всегда есть возможность визуально оценить состояние кабеля. В основном монтаж наружной проводкой выполняют для коаксиального кабеля, и очень редко – для кабеля типа "витая пара".

Продолжение следует...

Опубликовано в:Computer Market N29(110)

Локальные вычислительные сети – часть 3: Технические подробности: сетевые карты

Просмотров: 9763Комментарии: 0
Статьи

Самым первым и самым важным компонентом, обеспечивающим подключение компьютера к сети, являются сетевые карты (или сетевые платы, иногда можно встреть термин "сетевой адаптер"). Рассмотрим эти устройства более подробно. Во-первых, как уже говорилось, сетевые карты различаются по скорости передачи данных и по типу подключаемого кабеля. Во-вторых, самым важным параметром сетевой карты (да и вообще любого устройства, устанавливаемого в компьютер), является надежность, которая определяется ресурсом и отказоустойчивостью. В-третьих, карты отличаются ценой.

В настоящее время широко распространены сетевые карты, работающие на скорости 10 и 100 Мбит/сек. Необходимо отметить, что с увеличением мощности компьютеров и наращиванием мощности локальных сетей, карты, рассчитанные на 10 Мбит, медленно, но верно умирают, уступая место своим более высокоскоростным аналогам. Тем не менее, их еще довольно часто можно встретить в большом количестве компьютеров. Большинство карт, располагающихся на момент написания статьи в ценовой категории "до 20$", примерно аналогичны по своим параметрам, – как правило, это либо NE-2000 – совместимые карты, либо несколько более совершенные карты, построенные на основе чипов Realtec 8019 и Realtec 8029, или аналогичных им. Как показывает опыт, с картами на основе чипов Realtec практически не бывает проблем, а вот NE-2000 – совместимые "страдают" по причине крайней неуживчивости примерно с 50% современного железа. Правда, с картами на основе чипа Realtec тоже могут возникнуть проблемы. Хотя справедливости ради стоит отметить, что вообще с любой картой, вставляемой в слот расширения материнской платы, а не только с сетевой, могут возникнуть проблемы.

С точки зрения надежности практически все сетевые карты являются достаточно надежными устройствами. Разумеется, при соблюдения элементарных требований к условиям эксплуатации. Например, если в электрической сети вашей организации наблюдаются постоянные скачки напряжения (типа "гребень"), а компьютер подключен к сети напрямую, без специальных устройств (типа стабилизатора или UPS), то вероятность выхода из строя сетевой карты резко возрастает.

Некоторые карты, построенные на основе чипа Realtec, например Planet ENW-9504, поддерживают работу как на скорости 10, так и 100 Мбит/сек. Подобные карты стоят в среднем на момент написания статьи около $15. Подобные карты (поддерживающие и 10, и 100 Мбит/сек) можно порекомендовать для установки практически во все компьютеры, предназначенные для работы в локальных сетях – в этом случае при 100 Мбит сети они будут работать на максимальной скорости, а при работе в сети на 10 Мбит/сек при переводе ее на скорость 100 Мбит/сек не придется делать ничего – ни заменять карту, ни ее драйвер. Как показывает опыт, экономия времени оказывается весьма значительной.

Сетевые карты, рассчитанные на работу на скорости только 100 Мбит/сек, на сегодняшний день довольно большая редкость – это связано с тем, что производители сетевых карт стараются делать их совместимыми "сверху вниз".

Еще одним важным параметром любой сетевой каты является поддержка режима "full duplex". Стандартно все сетевые карты поддерживают режим "half duplex", при котором данные могут быть переданы картой в единицу времени только в одном направлении – либо в сеть, либо из сети. Поддержка режим "full duplex" означает, что сетевая карта имеет возможность одновременной передачи данных из сети и в сеть. Однако нельзя однозначно сказать, что поддержка режима "full duplex" сильно влияет на стоимость карты – например, сетевая карта SVEC PN1700-BT, собранная на чипе Realtec, поддерживает режим "full duplex", имеет возможность работы на скорости как 10, так и 100 Мбит/сек, имеет стоимость (на момент написания статьи) порядка $13.

Как правило, все сетевые карты, располагающееся в ценовой категории "до $20", имеют два гнезда – для подключения либо коаксиального кабеля, либо кабеля "витая пара". Однако наличие двух различных разъемов у сетевой карты вовсе не значит, что они могут выполнять роль моста между сетью, построенной на основе коаксиального кабеля и сети, построенной на основе витой пары. В этом случае следует использовать либо специальное сетевое устройство, (хаб с поддержкой BNC), либо иметь в одном компьютере две сетевые карты.

Что же касается карт, располагающихся в ценовой категории "более $20", то это, как правило, аналоги своих более дешевых собратьев, отличающееся повышенной надежностью. Считается, что если фирма-производитель комплектующих имеет одно, максимум – два-три направления деятельности, то продукция этой фирмы более надежна. Например, сетевая карта 3Com 3C905B (стоимость в среднем $45) по своим заявленным параметрам аналогична карте Planet ENW-9504 (стоимость $15), за исключением наличия разъема BNC под коаксиальный кабель (в карте 3Com его не предусмотрено). И хотя стоимость карт отличается в три раза, туда, где требуется повышенная надежность (например, на сервер сети), предпочтительнее будет установить карту от 3Com.

Еще один производитель надежных сетевых карт – фирма Intel (в среднем сетевая карта от Intel стоит чуть дешевле, чем аналогичная от 3Com). Для покупателя она привлекательна тем, что сетевые карты – не основной профиль ее деятельности, как бы это парадоксально не звучало. Дело в том, что традиционно продукция Intel совершенно справедливо отождествляется с высоким качеством изделий. Таким образом, если приобрести в качестве сервера сети компьютер, построенный только на основе комплектующих от Intel, то будет гарантирована во-первых, его высокая надежность, а во-вторых, отсутствие несовместимости комплектующих (как-никак, одна фирма-производитель!).

Подведя итог всему сказанному выше, можно констатировать, что для решения стандартных задач, возлагаемых на рабочую станцию в сети, вполне достаточно иметь на ней сетевую карту ценовой категории "до $20", а вот для решения более серьезных задаx (например, для серверов сети), желательно рассмотреть возможность оборудования компьютера более совершенными сетевыми картами от 3Com, D-Link или Intel.

Продолжение следует...

Опубликовано в:Computer Market N28(109)

Локальные вычислительные сети – часть 2: Технические подробности

Просмотров: 1630Комментарии: 0
Статьи

Одной из важнейших характеристик локальной сети является скорость передачи данных по ней. В настоящее время широко используются два основных значения скорости функционирования сети – 10 Мбит/сек в соответствии со стандартом IEEE 802.3 (10Base-T) и 100 Мбит/сек в соответствии со стандартом IEEE 802.12 (100Base-TX). Кроме того, совсем недавно фирма Intel анонсировала микросхему 85544EI, позволяющей поддерживать работоспособность сети на скорости 1000 Мбит/сек (1Гбит/сек) в соответствии со стандартом IEEE 802.3ab (1000Base-TX). Но это, как говорится, весьма отдаленные перспективы. (Необходимо отметить, что речь идет исключительно о локальных сетях на базе коаксиального кабеля или кабеля типа "витая пара" - другие типы проводной и беспроводной связи, такие, как, например, оптоволоконный кабель, или спутниковая тарелка в данной статье не рассматриваются).

Первым вопросом, на который необходимо ответить при проектировании локальной сети, является выбор скорости сети. Для решения данного вопроса можно предложить два принципиально разных подхода: "экономический" и "стратегический". Рассмотрим их более подробно, для чего возьмем в качестве примера простейший случай – организацию локальной сети в офисе, где установлено 10 компьютеров. Назначим для данной сети следующие требования, характерные для большинства современных офисов: организацию сетевой печати (т.е. совместное использование одного принтера несколькими пользователями), организацию совместного доступа в Интернет (в том числе – к электронной почте), совместный доступ к единственному CD-ROM приводу.

"Экономический" подход предполагает максимальную экономию средств организации. В этом случае целесообразнее всего выбрать скорость сети, равную 10 Мбит/сек, поскольку сеть, функционирующая на такой скорости, может быть собрана на так называемом "тонком" коаксиальном кабеле, без использования каких-либо дополнительных сетевых устройств. При подобной организации сети сетевая печать будет возможна, также, как будет возможна и организация совместного доступа в Интернет нескольких пользователей через одно модемное соединение (правда, скорость работы в Интернет при подобном подходе будет оставлять желать лучшего). В этом случае, кроме приобретения сетевого "тонкого" коаксиального кабеля и сетевых карт, для организации сети не потребуется ничего! Если учесть, что сетевую 10 Мбит карту можно приобрести за $10 - $15, а метр "тонкого" коаксиального кабеля стоит порядка $0.25, то все затраты на приобретение оборудования для прокладки сети могут (в случае рассматриваемого примера) вылиться в сумму порядка $200. Однако, сразу же стоит оговориться: такого рода сеть монтируется, что называется, "раз и навсегда". То есть, при переходе на 100 Мбит сеть, коаксиальный кабель придется заменить на кабель "витая пара", заменить сетевые карты, приобрести дополнительное оборудование... То есть, по сути, необходимо выполнить полный перемонтаж сети.

"Стратегический" подход предполагает создание сети с "прицелом на будущее". В этом случае возможно два варианта: организация сети на 10 Мбит и на 100 Мбит. Первый случай хорош только в случае перемонтажа 10 Мбит сети, выполненной на "тонком" коаксиальном кабеле. В этом случае можно порекомендовать приобрести сетевое оборудование (кабель и хаб) поддерживающее скорость как 10, так и 100 Мбит, оставив имеющееся сетевые карты на 10 Мбит. Тогда перевод сети на скорость 100 Мбит будет упираться лишь в вопрос смены сетевых карт в компьютерах пользователей. Стоимость такого перемонтажа в зависимости от способа прокладки кабеля (в коробах, наружным креплением) и общей длины сегментов кабеля, колеблется от $500 до $1000. Второй вариант – изначальная организация сети на 100 Мбит – несколько предпочтительнее как при первом монтаже сети, так и при перемонтаже сети, поскольку затраты на приобретение сетевого оборудования для работы с кабелем "витая пара" на данной скорости сопоставимы с затратами на приобретение аналогичного оборудования, рассчитанного на работу на скорости 10 Мбит с поддержкой скорости 100 Мбит (сетевые карты, поддерживающие скорость 100 Мбит/сек, можно приобрести за $12 - $20, стоимость остального оборудования практически та же). В случае "стратегического" подхода к планированию сети следует иметь в виду, что для современного офиса низкоскоростное модемное соединение с Интернет медленно, но верно умирает. (Представьте себе ситуацию, когда высокоскоростная локальная сеть соединяется с Интернет на скорости 3,2 Кб/сек). И стоит подумать о возможности использования иных технологий доступа – ADSL, ISDN или выделенной линии.

Существует, правда, еще один "промежуточный" подход к выбору скорости сети, а именно приобретение более дешевого оборудования (по отношению к оборудованию, рассчитанному на скорость 100 Мбит/сек), рассчитанного на скорость 10 Мбит/сек, на витой паре. С технической точки зрения (по скорости передачи данных) такой вариант полностью аналогичен сети на тонком коаксиальном кабеле, за исключением надежности – в данном случае она будет намного выше. А вот перемонтаж подобной сети на скорость 100 Мбит/сек стоит весьма немало – необходимо заменить как кабель, так и оборудование...

Рассматривая скорость работы сети и различные варианты организации сети, я сознательно не упомянул о совместной работе с периферийными устройствами, такими, как CD-ROM и принтер. Дело в том, что при любом варианте организации сети эти устройства будут работать в качестве сетевых. Более того, скорость работы принтера при небольшой загрузке сети не будет зависеть от скорости ее работы. А вот что касается привода CD-ROM, то максимальная скорость передачи данных в устройстве 24х составляет 4080 Кб/сек (или около 32 Мбит/сек). Очевидно, что для сети, работающей на скорости 10 Мбит/сек, такая скорость является избыточной, а для сети, работающей на скорости 100 Мбит/сек – недостаточной. Последняя ситуация является более предпочтительной, поскольку в этом случае не происходит перегрузки сети.

Продолжение следует...

Опубликовано в: Computer Market N27(108)

Локальные вычислительные сети – часть 1: общие принципы

Просмотров: 1734Комментарии: 0
Статьи

Как известно, в "классическом" варианте компьютер представляет собой устройство, применяемое для сбора, анализа и переработки информации. Но информация не ценна сама по себе - без человека она ничто. Основа человеческого общения - обмен информацией. В том числе - закодированной в виде последовательности байт... Не так давно, когда компьютер с 286-ым процессором, 40 Mb винчестером и 2Мб ОЗУ вызывал восхищенные возгласы, проблемы обмена информацией между компьютерами практически не существовало - обычной дискеты емкостью 1.44 Mb было вполне достаточно для того, чтобы перенести на другой компьютер небольшой файл. В дальнейшем, по мере увеличения мощности вычислительных систем, усложнения архитектуры компьютеров и увеличения емкости их памяти, эта проблема начала вставать все более и более остро. (Представьте себе, что вам надо передать коллегам файл объемом 12 Mb). Кроме этого, не менее остро встала еще одна проблема – синхронизация различных версий одного и того же файла, модифицированного разными людьми. Представьте себе ситуацию, когда файл с прайс-листом фирмы одновременно на дискете передается во все отделы фирмы, каждый отдел вносит в него свои правки, а затем... секретарь пытается сделать из пяти - семи файлов один. Выходом из создавшегося положения явилась идея объединения компьютеров в локальную сеть. Такое решение позволило пользователям просто обмениваться файлами практически неограниченного размера, совместно работать над одним и тем же файлом, располагающемуся на удаленной машине (которая обычно называется файл-сервером), предоставило массу дополнительных удобств, таких, как, например, локальный чат, on-line конференции и т.д.

В настоящее время локальные сети используются не только с файл-серверами, но также и с серверами приложений. Сервер приложений – это мощный компьютер, работающий в локальной сети, на котором располагается программное обеспечение, с которым могут работать пользователи. Существует два принципиально различных варианта работы сервера приложений – в первом случае приложение загружается по сети в память машины пользователя и выполняется там, во втором – выполняется непосредственно на сервере, на компьютере пользователя отображаются лишь результаты этой работы (так называемый "режим терминала"). Интересной особенностью, связанной с серверами приложений, является возможность удаленной загрузки компьютера пользователя, то есть такой ситуации, не только приложения, но и операционная система располагается на сервере. Необходимо отметить, что для того, чтобы такой вариант работал, необходимо на машине пользователя иметь сетевую карту с сетевым ПЗУ.

Кроме этого, в локальной сети часто используются серверы – шлюзы в Интернет, выполняющие роль маршрутеризатора, иногда совмещенную с функциями почтового сервера, и почти всегда работающие, как средство защиты сети от вторжения извне.

Еще один немаловажный плюс локальной сети – это совместная работа с периферийными устройствами. Например, в большинстве офисов нет острой необходимости в подключении принтера к каждому рабочему месту – вполне достаточно одного-двух на весь офис. При этом для пользователя, работающего на компьютере без принтера, это устройство будет "выглядеть" так же, как если бы оно было подключено непосредственно к его компьютеру. Однако периферийное устройство – это не обязательно принтер, сканер или вообще любое устройство, физически вынесенное за пределы корпуса компьютера. Например, вовсе не обязательно устанавливать на каждой рабочей станции привод CD-ROM – достаточно иметь два-три привода на весь офис.

Так что же такое локальная сеть? Как это не парадоксально, не существует точного (или, по крайней мере, общепринятого) определения для этого явления компьютерного мира. Одним из наиболее распространенных определений локальной сети считается следующее: "Локальная сеть – это группа соединенных между собой компьютеров, располагающихся в некоторой ограниченной области". Кроме этого термина, применительно к локальным сетям, можно услышать термин "LAN" (local area network), и, более редко – "WAN" (wide-area network). Термином LAN принято обозначать локальную сеть, не выходящую за пределы одного здания, тогда как под термином WAN обычно понимают локальную сеть, располагающуюся в нескольких зданиях. Вообще говоря, WAN это не совсем локальная сеть,– например, компьютерная сеть со сложной разветвленной структурой, соединяющая шесть или семь сотен компьютеров в пятнадцати корпусах университета, вряд ли можно назвать "локальной".

Рассмотрим теперь логические принципы организации сети. Сначала необходимо уточнить, что логическая и физическая структура сети – это не совсем одно и то же. Логически сеть функционирует на уровне передачи пактов данных, физически – на уровне передачи электрических сигналов. На компьютере пользователя, подключенного к сети, обязательно должна присутствовать устройство, называемое сетевой картой (network adapter), позволяющей принимать электрические сигналы из сети и посылать их в сеть. В операционной системе (либо, что встречается гораздо реже, в программном обеспечении компьютера пользователя, называемого также клиентом), должна присутствовать часть, называемая драйвером сетевой карты, которая преобразует информацию, представленную сетевой картой, в пакеты данных, которые и обрабатываются компьютером.

На логическом уровне сеть может быть разделена на отдельные связанные между собой элементы, которые принято называть подсетями или сегментами сети. Теоретически в сети может находиться сколь угодно много таких элементов, объединенных в сложную структуру, но в конечном итоге любой такой элемент представляет собой сеть, организованную по принципу "звезда" или "кольцо". Отличие между такими способами организации сети очевидны – при соединении компьютеров по принципу "кольцо" каждый компьютер соединяется только с двумя соседними, и все. При организации сети по принципу "звезда" каждый компьютер соединен с каждым из компьютеров в сети. Традиционно организация сети по принципу "звезда" считается более надежной, чем организация сети по принципу "кольцо" – в последнем случае, если происходит обрыв связи между какими-либо компьютерами, то работоспособность оставшейся части сети нарушается (возникают так называемые "паразитные пакеты"). При организации сети по принципу "звезда", в случае обрыва связи между компьютером и сетью не происходит глобальной потери работоспособности сети. (Компьютеры, соединенные в сеть, просто "не видят" компьютер, находящийся за обрывом, и все). Хотя такая ситуация также неприятна (представьте себе, что нарушился контакт между сетью и компьютером, к которому подключен сетевой принтер), но при ее возникновении гораздо меньше времени тратится на ее ликвидацию, что немаловажно.

Продолжение следует...

Опубликовано в:Computer Market N26(107)