Разработка компьютерной сети по технологии ArcNet с подключением к Internet

Организация компьютерных сетей.

Назначение:

Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью пользователей удаленных друг от друга компьютеров в одной и той же информации. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместной работы на принтерах и других периферийных устройствах, и даже одновременной обработки документов.

Локальные компьютерные сети. Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс, состоящий из 8−12 компьютеров) или в одном здании.

В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, т. е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (диски, каталоги, файлы) сделать общедоступными по сети. Такие сети называются одноранговыми.

Если к локальной сети подключено более десяти компьютеров, то одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов или программ-приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть — сетью на основе серверов.

Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер). Между собой компьютеры (сетевые адаптеры) соединяются с помощью кабелей.

Региональные компьютерные сети. Локальные сети не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. На помощь приходят региональные сети, объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента).

Интернет — это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные и корпоративные сети и включающая в себя десятки миллионов компьютеров.

В каждой локальной или корпоративной сети обычно имеется, по крайней мере, один компьютер, который имеет постоянное подключение к Интернету с помощью линии связи с высокой пропускной способностью (сервер Интернета). Надежность функционирования глобальной сети обеспечивается избыточностью линий связи: как правило, серверы имеют более двух линий связи, соединяющих их с Интернетом.

Основу, «каркас» Интернета составляют более ста миллионов серверов, постоянно подключенных к сети, из которых в России насчитывается более трехсот тысяч (на начало 2001 г.).

К серверам Интернета могут подключаться с помощью локальных сетей или коммутируемых телефонных линий сотни миллионов пользователей сети.

Классификация компьютерных сетей:

По территориальной распространенности:

По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и региональными.

Локальные — это сети, перекрывающие территорию не более 10 м²

Региональные — расположенные на территории города или области Глобальные на территории государства или группы государств, например, всемирная сеть Internet.

В классификации сетей существует два основных термина: LAN и wAN.

LAN (Local Area Network) — локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин «LAN» может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров. Зарубежные источники дают даже близкую оценку — около шести миль (10 км) в радиусе; использование высокоскоростных каналов.

wAN (wide Area Network) — глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Пример wAN — сети с коммутацией пакетов (Frame relay), через которую могут «разговаривать» между собой различные компьютерные сети.

Термин «корпоративная сеть» также используется в литературе для обозначения объединения нескольких сетей, каждая из которых может быть построена на различных технических, программных и информационных принципах.

Локальные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью. Глобальные сети являются открытыми и ориентированы на обслуживание любых пользователей.

Одноранговые и иерархические сети С точки зрения организации взаимодействия компьютеров, сети делят на одноранговые (Peer-to-Peer Network) и с выделенным сервером (Dedicated Server Network).

Одноранговые сети Все компьютеры одноранговой сети равноправны. Любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере. Одноранговые сети могут быть организованы с помощью таких операционных систем, как LANtastic, windows'3.11, Novell Netware Lite. Указанные программы работают как с DOS, так и с windows. Одноранговые сети могут быть организованы также на базе всех современных 32-разрядных операционных систем — windows 9xME2k, windows NT workstation версии, OS/2) и некоторых других.

Иерархические сети В иерархической сети при установке сети заранее выделяются один или несколько компьютеров, управляющих обменом данных по сети и распределением ресурсов. Такой компьютер называют сервером.

Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера называют клиентом сети или рабочей станцией.

Сервер в иерархических сетях — это постоянное хранилище разделяемых ресурсов. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня иерархии. Поэтому иерархические сети иногда называются сетями с выделенным сервером.

Серверы обычно представляют собой высокопроизводительные компьютеры, возможно, с несколькими параллельно работающими процессорами, с винчестерами большой емкости, с высокоскоростной сетевой картой (100 Мбит/с и более).

Иерархическая модель сети является наиболее предпочтительной, так как позволяет создать наиболее устойчивую структуру сети и более рационально распределить ресурсы. Также достоинством иерархической сети является более высокий уровень защиты данных. Сетевая модель OSI (базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем, англ. Open Systems Interconnection Basic Reference Model) — абстрактная сетевая модель для коммуникаций и разработки сетевых протоколов. Представляет уровневый подход к сети. Каждый уровень обслуживает свою часть процесса взаимодействия. Благодаря такой структуре совместная работа сетевого оборудования и программного обеспечения становится гораздо проще и прозрачнее.

Модель OSI

1. Общая часть

1.1 Роль компьютерных сетей

Передача информации между компьютерами существует, наверное, с самого момента возникновения вычислительной техники. Она позволяет организовать совместную работу отдельных компьютеров, решать одну задачу с помощью нескольких компьютеров, специализировать каждый из компьютеров на выполнении какой-то одной функции, совместно использовать ресурсы и решать множество других проблем. Способов и средств обмена информацией за последнее время предложено множество: от простейшего переноса файлов с помощью дискеты до всемирной компьютерной сети Internet, способной связать все компьютеры мира. Какое же место во всей этой иерархии отводится локальным сетям?

аще всего термин «локальные сети» (LAN, Local Area Network) понимают буквально, то есть под локальными понимаются такие сети, которые имеют небольшие, локальные размеры, соединяют близко расположенные компьютеры. Однако достаточно посмотреть на характеристики некоторых локальных сетей, чтобы понять, что такое определение не слишком точно. Например, некоторые локальные сети легко обеспечивает связь на расстоянии нескольких километров или даже десятков километров. Это уже размеры не комнаты, не здания, не близко расположенных зданий, а, может быть, целого города. С другой стороны, по глобальной сети (WAN, Wide Area Network или GAN, Global Area Network) вполне могут связываться компьютеры, находящиеся на соседних столах в одной комнате, но ее почему-то никто не называет локальной сетью. Близко расположенные компьютеры могут также связываться с помощью кабеля, соединяющего разъемы внешних интерфейсов (RS232-C, Centronics) или даже без кабеля по инфракрасному каналу. Но такая связь также не называется локальной сетью.

Неверно и определение локальной сети как малой сети, которая связывает небольшое количество компьютеров. Действительно, в реальности наиболее часто локальная сеть связывает от двух до нескольких десятков компьютеров. Но предельные возможности некоторых локальных сетей гораздо выше: максимальное число абонентов может достигать тысячи. Называть такую сеть малой, наверное, неправильно.

Некоторые авторы определяют локальную сеть как «систему для непосредственного соединения многих компьютеров». При этом подразумевается, что информация передается от компьютера к компьютеру без посредников и по единой среде передачи. Однако говорить о единой среде передачи в современной локальной сети не приходится. Например, в пределах одной сети могут использоваться как электрические кабели различных типов, так и оптоволоконные кабели. Определение передачи «без посредников» также не слишком четко, ведь в современных локальных сетях используются самые разнообразные концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, мосты, которые порой производят довольно сложную обработку передаваемой информации. Не совсем понятно, считать их посредниками или нет.

Медицина:

Доступ к международным ресурсам Интернет и телекоммуникациям становится потребностью во многих больницах США. Расширение объемов и рост скорости обработки электронной информации имеет сильное воздействие на исследователей. Сэкономленное время на свободном доступе к нужной информации с рабочего места, вкупе с распространением результатов исследования большой аудитории через электронные журналы, информационные табло и базы данных, становится доминирующей силой и компенсируют необходимость финансовых затрат на коммуникации. Мгновенная обратная связь от коллег повышает производительность труда ученых и способствует более эффективному внедрению его в практику.

Весьма целесообразным удаленный доступ к информации оказывается для сельской медицины, в том числе и отечественной. В сельских районах электронная медицинская библиотека может стать одним из наиболее эффективных путей использования информационного прогресса в клинической медицине. Рекомендуется модель информационного обслуживания сельской медицины на основе синтеза источников на CD-ROM и доступа к недорогим базам данных.

Сельское хозяйство:

Имея компьютерную сеть, фермер может легко и быстро рассчитать требуемое для посева количество семян и количество удобрений, спланировать свой бюджет и вести учет домашнего скота. Компьютерные системы могут планировать севооборот, расчитывать график полива сельхозкультур, управлять подачей корма скоту и выполнять много других полезных функций.

На наших глазах происходит технологическая революция в сельском хозяйстве — компьютеры и компьютерные сети позволяют контролировать состояние и режим каждого отдельного животного и растения. Это высвобождает значительные материальные и людские ресурсы, резко улучшает качество жизни человека.

Космическая область:

Создание стандартизованной аппаратной платформы космических компьютеров — это лишь первый шаг в автоматизации управления космической станцией. Следующая проблема — объединить десятки и сотни работающих на орбите компьютеров в единую сеть, обеспечить возможность построения единой комплексной, распределенной, отказоустойчивой, работающей в реальном времени компьютерной сети автоматического управления сложнейшим динамическим объектом с множественными контурами управления большим числом взаимодействующих между собой бортовых систем МКС. Задача усложняется еще и тем, что отдельные орбитальные модули и, соответственно, отдельные бортовые вычислительные подсети МКС изготавливаются в различных странах различными коллективами разработчиков, с различными технологическими традициями и различным опытом создания компьютерных систем управления космическими аппаратами.

Образование:

Бесспорно, Интернет и локальная сеть дает большие возможности в плане массового образования. К значительным плюсам можно отнести:

1. Возможность быстрого получения информации при этом от различных источников данных Вследствие чего очевидна следующая возможность Возможность сравнения полученных данных и делание соответствующих выводов. Соответственно при этом увеличивается коэффициент полезного действия учащегося и расширяется круг его мировоззрения

2. Огромная возможность демонстраций презентаций и других учебных материалов и пособийДанная возможность делает процесс обучения более наглядным и доступным, особенно это эффективно, если учитывать что согласно исследованиям ученых основа людей используют визуальную репрезентативную систему.

3. Возможность получать редкие документы в том числе картины и т. д. Эта возможность с огромными перспективами, позволяет получить доступ обычному ученику к изучению ценных старых и т. п. документов в тех случаях которые физически невозможны при отсутствии сети.

1.2 Общие принципы построения компьютерных сетей

Системы построения Совместное использование ресурсов может осуществляться разными способами, зависящими от имеющихся в наличии компьютерных средств.

Первый способ взаимодействия предполагает полностью централизованную обработку информации и ее хранение, обеспечивая работу пользователей с терминалов. Часто эту модель взаимодействия называют «терминал-хост» (terminal-host).

Пользователь взаимодействует с ресурсами центрального компьютера, используя для решения своих задач его процессор, оперативную и дисковую память, а также периферийные устройства. При этом очень часто пользователь работает не один, а совместно с другими пользователями, то есть ресурсы центрального компьютера используются в режиме разделения. Центральный компьютер должен работать под управлением операционной системы, поддерживающей такое взаимодействие, которое называется централизованным (centralized computing).

Дальнейшее развитие компьютерной индустрии шло различными путями, увеличивались вычислительные мощности компьютеров, предназначенных для работы по взаимодействию «терминал-хост», появились и начали бурно развиваться персональные компьютеры. Персональные компьютеры полностью управляются пользователем, все ресурсы компьютера используются в монопольном режиме для решения задач пользователя. Несмотря на рост вычислительной мощности процессоров, не весь спектр задач может быть решен одним компьютером. Появилась необходимость создания нового взаимодействия, новой структуры, направленной на распределенную обработку информации (distributed computing). В этой модели взаимодействия каждый из компьютеров может решать свои задачи, появляется специализация компьютера.

Компьютеры объединяются в вычислительную сеть. Задачи распределяются по компьютерам сети, что позволяет расширить функциональные возможности каждого из них путем разделения доступа к другим компьютерам.

В настоящее время актуальной и быстроразвивающейся является задача объединения распределенных компьютерных ресурсов для выполнения (решения) общей задачи. Такая модель взаимодействия называется совместными, или объединенными, вычислениями (collaborative computing). При этом задача распределяется по компьютерам, компьютеры обмениваются между собой общими данными, суммарная вычислительная мощность и доступные ресурсы (оперативная и дисковая память) увеличиваются, повышается отказоустойчивость всей системы в целом с точки зрения решения задачи. Как правило, распределенное выполнение задачи контролируется специальной системой управления, которая при отказе одного из компьютеров переложит выполнение его части работы на оставшиеся компьютеры.

Сравнительно новой моделью сетевых взаимодействий является организация взаимодействий пользователей сети с сетевыми сервисами. С точки зрения пользователя, его взаимоотношения со множеством компьютеров подпадают под определение «клиент-сеть» (client-network). Для пользователя сети в общем-то не существенно, где конкретно в сети располагаются выделенные ему ресурсы, он должен только уметь обратиться к ним, используя принятую в сети систему обращений. При таком подходе существенно упрощается работа всех пользователей сети, а сами сетевые ресурсы и сервисы должны быть доступны пользователю в любой момент времени. Повышение уровня готовности сетевых сервисов требует соответствующих технических решений, например повышения отказоустойчивости или дублирования сервисов.

В компьютерной сети присутствует много различных компонентов. Самыми видимыми пользователям сети являются две. Это сервер сети и клиент. Сервер (server — в дословном переводе с английского означает «тот, кто обслуживает») сети предназначен для обслуживания поступающих от клиента (client) сети запросов. Другими словами, клиент всегда запрашивает обслуживание, а сервер всегда обслуживает клиента. В некоторых случаях клиент может выступать и в роли сервера, обеспечивая обработку запросов от других клиентов и запрашивая обслуживание у других серверов. По способу взаимодействия серверов и клиентов определяют два вида сетей: «клиент/сервер» (client-server) и «равный с равным» (peer-to-peer). Поскольку клиентом сети является пользователь, работающий на компьютере, то сам компьютер пользователя, подключенный к сети, определяется термином «рабочая станция» (workstation). Этот термин употребляется наравне с термином «компьютер».

Топологии Шина: Топология типа шимна, представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.

Рис. 1

Достоинства: Небольшое время установки сети;

Дешевизна (требуется меньше кабеля и сетевых устройств);

Выход из строя рабочей станции не отражается на работе сети.

Недостатки: Любые неполадки в сети, как обрыв кабеля, выход из строя терминатора полностью уничтожают работу всей сети;

Сложная локализация неисправностей Кольцо: Кольцом — базовая топология компьютерной сети, в которой рабочие станции подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутую сеть.

Рис. 2

Достоинства: Простота установки;

Практически полное отсутствие дополнительного оборудования;

Возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети, поскольку использование маркера исключает возможность возникновения коллизий.

Недостатки: Выход из строя одной рабочей станции, и другие неполадки (обрыв кабеля), отражаются на работоспособности всей сети;

Сложность конфигурирования и настройки;

Звездам: базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно сетевой концентратор), образуя физический сегмент сети. Подобный сегмент сети может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило «дерево»).

Рис. 3

Достоинства: выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;

Хорошая масштабируемость сети;

Лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;

Высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);

Недостатки: Выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом;

Конечное число рабочих станций в сети (или сегменте сети) ограничено количеством портов в центральном концентраторе.

Ячеистая топология — базовая полносвязная топология компьютерной сети, в которой каждая рабочая станция сети соединяется со всеми другими рабочими станциями этой же сети. Характеризуется высокой отказоустойчивостью, сложностью настройки и преизбыточным расходом кабеля. Каждый компьютер имеет множество возможных путей соединения с другими компьютерами. Обрыв кабеля не приведёт к пот ере соединения между двумя компьютерами.

Средства связи:

Коаксиамльный камбель (от лат. co — совместно и axis — ось, то есть «соосный»), также известный как коаксиал (от англ. coaxial), — электрический кабель, состоящий из расположенных соосно центрального проводника и экрана и служащий для передачи высокочастотных сигналов.

Витамя памра (англ. twisted pair) — вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой.

Волоконная оптика — раздел прикладной науки и машиностроения, описывающий такие волокна. Кабели на базе оптических волокон используются в волоконно-оптической связи, позволяющей передавать информацию на бомльшие расстояния с более высокой скоростью передачи данных, чем в электронных средствах связи.

Беспроводные компьютерные сети — это технология, позволяющая создавать вычислительные сети, полностью соответствующие стандартам для обычных проводных сетей (например, Ethernet), без использования кабельной проводки. В качестве носителя информации в таких сетях выступают радиоволны СВЧ-диапазона.

Программное обеспечение:

Сетевая операционная система — операционная система со встроенными возможностями для работы в компьютерных сетях.

Примеры: Novell NetWare; Microsoft Windows (95, NT и более поздние); Различные UNIX системы, такие как Solaris, FreeBSD; Различные GNU/Linux системы Сетевой драйвер: Сюда входят драйверы для различных сетвых устройств (сетевых карт, коммутаторов, концентраторов).

Программы для работы с сетью. В эту категорию входит различное прикладное программное обеспечение для выполнения разных задач при работе с сетью.

Сетевое оборудование — устройства, необходимые для работы компьютерной сети, например: маршрутизатор, коммутатор, концентратор, патч-панель и др. Обычно выделяют активное и пассивное сетевое оборудование.

Маршрутизамтор или роутер, рутер (от англ. router, — сетевое устройство, на основании информации о топологии сети и определённых правил принимающее решения о пересылке пакетов сетевого уровня (уровень 3 модели OSI) между различными сегментами сети.

Сетевой коммутатор или свитч (жарг. от англ. switch — переключатель) — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента. В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю.

Сетевой концентратор или Хаб (жарг. от англ. hub — центр деятельности) — сетевое устройство, предназначенное для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент сети. Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна.

Протоколы:

HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) — это протокол передачи гипертекста. Протокол HTTP используется при пересылке Web-страниц с одного компьютера на другой.

FTP (File Transfer Protocol) — это протокол передачи файлов со специального файлового сервера на компьютер пользователя. FTP дает возможность абоненту обмениваться двоичными и текстовыми файлами с любым компьютером сети.

POP (Post Office Protocol) — это стандартный протокол почтового соединения. Серверы POP обрабатывают входящую почту, а протокол POP предназначен для обработки запросов на получение почты от клиентских почтовых программ.

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) — протокол, который задает набор правил для передачи почты. Сервер SMTP возвращает либо подтверждение о приеме, либо сообщение об ошибке, либо запрашивает дополнительную информацию.

UUCP (Unix to Unix Copy Protocol) — это ныне устаревший, но все еще применяемый протокол передачи данных, в том числе для электронной почты. Этот протокол предполагает использование пакетного способа передачи информации, при котором сначала устанавливается соединение клиентсервер и передается пакет данных.

TELNET — это протокол удаленного доступа. TELNET дает возможность абоненту работать на любой ЭВМ сети Интернет, как на своей собственной, то есть запускать программы, менять режим.

2. Техническая часть.

2.1 Основные системы построения сетей ArcNet

Бывают следующие классификации построения компьютерных сетей:

1. По масштабу сетей Настройка локальной сети компьютеров Настройка сети компьютеров городского масштаба Настройка распределенной сети Настройка сети компьютеров глобального уровня

2. По способу подключения Подключение и настройка локальной сети компьютеров при помощи оптических проводников Подключение и настройка сети компьютеров при помощи медных проводников Подключение и настройка сети компьютеров при помощи беспроводных технологий

3. По типу топологии Шина — монтаж компьютерных сетей с минимальным использованием сетевого оборудования. Подходит только для небольших рабочих групп Звезда — одна из наиболее часто применяемых видов настройки локальной сети компьютеров Кольцо — построение компьютерных сетей, по сути, повторяющее топологию «шина»

4. Основу коммуникационного оборудования составляет:

коммутатор (switch)

пассивный/активный концентратор Эта сеть базируется на идее маркерной шины и может позволить реализовать топологию шины, кольца или звезды при скорости обмена 2,5Мбит/с. Сеть строится вокруг активных и пассивных повторителей (HUB). Активные повторители (обычно 8-канальные) могут соединяться друг с другом, с пассивными повторителями/разветвителями и оконечными ЭВМ (рабочими станциями). Длина таких соединений, выполняемых 93-омным коаксиальным кабелем (RG-62, разъемы BNC), может достигать 600 м. Допускается применение скрученных пар (RS485) или оптического волокна. Пассивный 4-входовый повторитель позволяет подключать до трех рабочих станций кабелем длиной до 35 м, один из входов всегда занят соединением с активным повторителем. Пассивные повторители не могут соединяться друг с другом. Активные повторители могут образовывать иерархическую структуру. Максимальное число рабочих станций в сети равно 255. Предельная суммарная длина кабелей многосегментной сети составляет около 7 км.

2.2 Протоколы передачи информации в сети ArcNet

Передача данных узлом ведется следующим образом:

baseband

— передача в основной полосе, прямая, немодулированная передача. Цифровой сигнал направляется непосредственно в среду передачи без модуляции некоторой несущей частоты, т. е. несущая не требуется. Вся полоса используется для передачи только одного цифрового сигнала. Метод удобен для передачи по широкополосным каналам на небольшие расстояния. Обычно используется в ЛВС.

broadband

— широкополосная передача. Данные в широкополосной среде передаются по нескольким частотным каналам за счет использования частотного уплотнения — FDM (Frequency Division Multiplexing), предусматривающего модуляцию несущей каждого канала в своем диапазоне частот полосы пропускания среды передачи (кабеля).

Модель OSI определяет общие рекомендации для построения стандартов сетей, реализуемые как программными, так и аппаратными средствами. Она включает в себя семь иерархических уровней, каждый из которых выполняет определенную функциональную задачу.

Три верхних уровня вместе с прикладными процессами пользователей образуют область обработки данных. Три нижних уровня образуют область передачи данных между взаимодействующими системами и реализуют коммуникационные процессы по передаче данных. Средний (транспортный) уровень обеспечивает транспортировку данных (собственно трафик в сети) от отправителя к получателю. Он занимает особое место в иерархии уровней, поскольку здесь коммуникационная подсеть (три нижних уровня) с пакетом данных в качестве автономно транспортируемого объекта объединяется с верхними уровнями, использующими сообщение в качестве отдельного объекта.

Протокол — набор правил, определяющих процедуру взаимодействия процессов, устройств, систем. Применительно к модели сети, используемые в ней протоколы, управляют преобразованием форматов передаваемых сообщений (пакетов), последовательностью работы компьютерной техники, коммутационной аппаратуры и каналов связи, контролем и исправлением возникающих ошибок. За исключением физического уровня (его протоколы выполняются аппаратно) для всех уровней модели сети протоколы реализуются программным способом через драйверы, управляющие соответствующими сетевыми устройствами.

Рис. 3

2.3 Используемые топологии сети ArcNet

В качестве топологии локальная сеть ArcNet использует «шину» и «пассивную звезду». Поддерживает экранированную и неэкранированную витую пару и оптоволоконный кабель. В сети ArcNet для доступа к среде передачи данных используется метод передачи полномочий.

Оборудование для топологии «шина» практически ничем не отличается от аналогичного, применяемого в сети Ethernet на тонком коаксиальном кабеле (10ВASE2). Здесь точно так же используются Т-коннекторы и BNC-разъемы, а также терминаторы с заземлением и без него. Единственное, но важное отличие состоит в том, что в данном случае кабель должен быть с волновым сопротивлением 93 Ом, например, марки RG-62A/U, а не 50-омным, как в Ethernet. Соответственно 93-омными должны быть и согласующие терминаторы. Несмотря на большое сходство оборудования, кабельные системы Ethernet и Arcnet несовместимы между собой, и в случае перехода, например, с Arcnet на Ethernet, все кабели придется проложить заново. В связи с резким сокращением выпуска сетей Arcnet эта задача становится довольно актуальной для тех, кто ориентировался на эту сеть.

В случае топологии «пассивная звезда» (или «пассивное дерево», то есть при нескольких концентраторах, объединенных между собой) применяются концентраторы двух типов: активные (которые ретранслируют принимаемые сигналы перед передачей другим абонентам) и пассивные (без ретрансляции). Концентраторы рассчитаны на 4, 8, 16 и 32 канала. 4-ка-нальные концентраторы обычно выполняются в виде платы расширения для компьютера, 8- и 16-канальные — как правило, в виде отдельных конструктивных блоков с собственными источниками питания, что определяет их значительно большую стоимость.

Активные концентраторы используются также и при создании топологии шина. В этом случае к каждому порту концентратора подключается сегмент шины с несколькими абонентами (не более 8). Минимальное расстояние между абонентами в шине составляет 1 м. Отметим, что для топологий шина и звезда применяются различные адаптеры (правда, существуют и адаптеры с возможностью работы как в шине, так и в звезде).

2.4 Способы передачи данных в сети ArcNet

В сети Arcnet используется маркерный метод доступа (метод передачи права). Ближе всего этот метод к тому, который предусмотрен в стандарте IEEE 802.4. Последовательность действий абонентов при данном методе следующая:

Абонент, желающий передавать, ждет прихода маркера.

Получив маркер, он посылает запрос на передачу приемнику информации (то есть спрашивает, готов ли приемник принять его пакет).

Приемник, получив запрос, посылает ответ (то есть подтверждает свою готовность).

Получив подтверждение готовности, передатчик посылает свой пакет.

Получив пакет, приемник посылает подтверждение приема пакета.

Передатчик, получив подтверждение приема пакета, посылает маркер следующему абоненту.

Таким образом, в данном случае пакет передается только тогда, когда есть уверенность в готовности приемника принять его. Это существенно увеличивает надежность передачи. Как и любая маркерная сеть, Arcnet хорошо держит нагрузку и гарантирует величину времени доступа к сети. Другое дело, что невысокая пропускная способность сети (2,5 Мбит/с) в принципе не позволяет передавать больших потоков информации, но для небольших сетей, тем более с разовыми случайными передачами, этого часто и не требуется. Отметим также, что маркер передается в данном случае по логическому кольцу, хотя физическая топология сети не кольцевая, а шинная.

Размер пакета сети Arcnet составляет 0,5 Кб. Помимо данных в него входят также 8-битные адреса приемника и передатчика и 16-битная циклическая контрольная сумма (CRC).

Адаптеры сети Arcnet чаще всего выпускаются в виде плат расширения компьютера. Точно так же, как и адаптеры других сетей, перед установкой в компьютер они требуют настройки: выбора адресов портов и номера прерывания. Помимо этой общей настройки на каждой плате адаптера Arcnet необходимо с помощью переключателей или перемычек установить свой собственный сетевой адрес (всего их может быть 255, так как последний, 256-ой адрес применяется в сети для режима широкого вещания).

Существовали варианты сети Arcnet, рассчитанные на скорость передачи 20 Мбит/с, но они не получили широкого распространения.

2.5 Используемые средства связи в сети ArcNet

В сетях ArcNet используется 93-омный коаксиальный кабель. Для подключения сегментов кабеля к интерфейсным платам, активным и пассивным концентраторам используются разъемы BNC. Такие кабели в различных вариантах производит сейчас множество фирм. При использовании шинной топологии к BNC-разъему подключается Т-образный разъем, который обеспечивает подключение двух кабельных концов (вход и выход). Вам потребуются Т-разъемы для каждой рабочей станции и по два разъема для каждого используемого повторителя. Ко всем неиспользуемым портам пассивных концентраторов подключаются терминаторы. К сетям ArcNet применяются следующие правила и ограничения: * Большинство активных концентраторов имеют 8 узлов. Рабочие станции могут удаляться от активного концентратора на расстояние до 600 м. * Вы можете подключать активные концентраторы друг к другу, образуя иерархическую конфигурацию. Максимальное расстояние между двумя активными концентраторами — 600 м. Вокруг четырехпортового пассивного концентратора могут группироваться до 3 рабочих станций. Одно соединение остается для активного концентратора или файлового сервера. Каждая рабочая станция может удаляться от такого концентратора не более чем на 30.5 м. Ко всем неиспользуемым портам пассивных концентраторов подключаются колпачки-терминаторы. Максимальное расстояние между станциями противоположных концов многосегментной сети — до 2000 м. При использовании шинной конфигурации максимальная длина магистрали в сегменте — 305 м. Максимальное число станций — 255. Каждой станции в ArcNet присваивается адрес от 1 до 255. Хотя обычно считается, что ArcNet имеет низкую пропускную способность, при использовании активных концентраторов она поддерживает длину кабеля до 2000 м. Ее хорошо использовать для текстовых приложений, когда пользователь не обращаются часто к серверу. Последние версии ArcNet поддерживают волоконно-оптические кабели и кабели типа «витая пара». Когда определяющим фактором является не скорость передачи, а цена, ArcNet будет хороши выбором. Она обеспечивает гибкие кабельные схемы и длинные магистрали и поддерживает в той же локальной сети звездообразные конфигурации. Некоторые разработчики объявили недавно о создании сети ArcNetplus — совместимой с ArcNet версией со скоростью передачи 10 Мбит/сек. Обе версии могут использовать одну и ту же локальную сеть. ArcNetplus поддерживает передачу пакетов большего размера и в 8 раз больше рабочих станций. Ниже описываются стандартные компоненты сети ArcNet.

2.6 Программное обеспечение в сети Arcnet

Программное обеспечение (ПО) вычислительных сетей обеспечивает организацию коллективного доступа к вычислительным и информационным ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение ресурсов сети с целью повышения оперативности обработки информации и максимальной загрузки аппаратных средств, а также в случае отказа и выхода из строя отдельных технических средств и т. д. Подобно земной коре, сетевое ПО состоит из слоев. Одни из них «толще», другие «тоньше», но все работают как единое целое. Каждый слой сетевого программного обеспечения нацелен на решение той или иной конкретной задачи.

Программное обеспечение вычислительных сетей включает три основных «слоя» :

общее программное обеспечение, образуемое базовым ПО отдельных ЭВМ, входящих в состав сети;

специальное программное обеспечение, образованное прикладными программными средствами, отражающими специфику предметной области пользователей при реализации задач управления;

системное сетевое программное обеспечение, представляющее комплекс программных средств, поддерживающих и координирующих взаимодействие всех ресурсов вычислительной сети как единой системы.

Разумеется, любая слоистая структура нуждается в фундаменте, как земная кора в магме, а многослойное программное обеспечение, образующее сетевую среду для коллективной деятельности, базируется на операционной системе.

Операционные системы компьютерных сетей:

Операционная система сети включает в себя набор управляющих и обслуживающих программ, обеспечивающих:

межпрограммный метод доступа (возможность организации связи между отдельными прикладными программами комплекса, реализуемыми в различных узлах сети);

доступ отдельных прикладных программ к ресурсам сети (и в первую очередь к устройствам ввода-вывода);

синхронизацию работы прикладных программных средств в условиях их обращения к одному и тому же вычислительному ресурсу;

обмен информацией между программами с использованием сетевых «почтовых ящиков» ;

выполнение команд оператора с терминала, подключенного к одному из узлов сети, на каком-либо устройстве, подключенном к другому удаленному узлу вычислительной сети;

удаленный ввод заданий, вводимых с любого терминала, и их выполнение на любой ЭВМ в пакетном или оперативном режиме;

обмен наборами данных (файлами) между ЭВМ сети;

доступ к файлам, хранимым в удаленных ЭВМ, и обработку этих файлов;

защиту данных и вычислительных ресурсов сети от несанкционированного доступа;

выдачу различного рода справок об использовании информационных, программных и технических ресурсов сети;

передачу текстовых сообщений с одного терминала пользователя на другие (электронная почта).

Отдельным видом сетевого программного обеспечения является драйвер:

Драйвер (англ. driver) (множественное число драйверы) — это компьютерная программа, с помощью которой другая программа (обычно операционная система) получает доступ к аппаратному обеспечению некоторого устройства. В общем случае, для использования любого сетвого устройства (как внешнего, так и внутреннего) необходим драйвер. Но обычно с операционными системами поставляются драйверы для ключевых компонентов аппаратного обеспечения, без которых система не сможет работать. Однако для некоторых устройств (таких, как сетвая карта или модем) могут потребоваться специальные драйверы, обычно предоставляемые производителем устройства

2.7 Технология развёртки и монтажа сети Arcnet

Компьютерная сеть — это совокупность множества составляющих, которая представляет собой сложную структуру из компонентов и узлов. Для создания такого механизма нужны высококвалифицированные специалисты и специальное оборудование. Необходимо понимание принципов взаимодействия компонентов компьютерных сетей, характер поведения их составляющих в тех или иных ситуациях.

Для создания компьютерной сети важно провести большую подготовительную работу, установить какие функции и задачи она должна выполнять, выбрать топологию сети, среду и протоколы передачи данных. Такая информация позволит выбрать способы реализации сети, оборудование для создания ЛВС, рассчитать стоимость. Поэтому важным этапом в создании компьютерной сети является ее проектирование.

Только хорошо спроектированная и продуманная компьютерная сеть позволит избежать максимально большее количество проблем.

Прокладка, установка и монтаж компьютерных сетей Для того, чтобы компьютерная сеть функционировала без сбоев необходимо провести ее качественный монтаж. Прокладка ЛВС должна осуществляться квалифицированными специалистами. Создание надежной и отвечающей современным требованиям сети требует использование передовых технологий и качественных инструментов.

Монтаж компьютерной сети можно условно разделить на несколько этапов:

подготовка помещения к установке ЛВС;

монтаж кабельной инфраструктуры;

установка активного оборудования;

настройка программного обеспечения.

Все эти этапы взаимосвязаны, поэтому необходимо уделять должное внимание каждому из них Обслуживание компьютерных сетей Для того, чтобы компьютерная сеть находилась в рабочем состоянии, необходимо ее обслуживать. Даже при самом качественном проектировании и прокладке ЛВС, в будущем возможны такие ситуации, когда может потребоваться модернизация или перенастройка сети. Возможны сбои активного или пассивного оборудования, а также программного обеспечения. Сервисное обслуживание компьютерных сетей позволяет решить эти проблемы еще до их возникновения Коаксиальный кабель представляет собой центральный проводник, окруженный слоем диэлектрика (изолятора) и экраном из металлической оплетки, выполняющим также роль второго контакта в кабеле. Для повышения помехоустойчивости иногда поверх металлической оплетки помещают тонкий слой алюминиевой фольги. В лучших коаксиальных кабелях используют для изготовления серебро и даже золото. В локальных сетях применяются кабели с сопротивлением 50 Ом (RG-11, RG-58) и 93 Ом (RG-62). Главный недостаток коаксиальных кабелей — их пропускная способность, которая не превышает 10 Мбит/с, что в современных сетях считается недостаточным. На самом деле ограничение здесь накладывает не сам коаксиальный кабель (полоса передачи коаксиальных кабелей очень велика, затухание же у хороших кабелей очень низкое), а сам физический протокол. Коаксиальный кабель, возможно, использовали бы и дальше, но есть две проблемы: первая, и самая существенная, — точки доступа в такой сети расположены последовательно, и выход из строя одной из них приводит к неработоспособности всей сети, а вторая — стоимость хорошего коаксиального кабеля существенно выше стоимости витой пары. Витая пара представляет собой несколько (обычно 8) пар скрученных проводников. Скручивание применяется для уменьшения помех как самой пары, так и внешних, влияющих на нее. У скрученной определенным образом пары появляется такая характеристика, как волновое сопротивление. Витая пара бывает нескольких типов: неэкранированная витая пара — UTP (Unscreened Twisted Pair), фольгированная — FTP (foiled), фольгированная экранированная — FBTP (foiled braided) и защищенная — STP (shielded).Защищенная пара отличается от остальных наличием индивидуального экрана для каждой пары. Витые пары делятся на категории по частотным свойствам. Не будем вдаваться в подробности, отметим только, что на сегодня наиболее желательной является витая пара категории 5 (полоса частот — до 100 МГц). Существуют также категории 5е и 6, но о них мы расскажем в следующем номере. В зависимости от того, где вы прокладываете провод и как вы его будете использовать, вам следует выбирать одножильную или многожильную витую пару. Одножильная пара дешевле, но она менее гибкая и может сломаться при периодическом сгибании и разгибании провода, поэтому так называемые патч-корды необходимо делать только из многожильных кабелей Теперь про оптоволокно. Оптоволоконный кабель состоит из одного или нескольких волокон, заключенных в оболочки, и бывает двух типов: одномодовый и многомодовый. Их различие в том, как свет распространяется в волокне — в одномодовом кабеле все лучи (посланные в один момент времени) проходят одинаковое расстояние и достигают приемника одновременно, а в многомодовом сигнал может «размазаться». Зато они намного дешевле одномодовых. Плюсы оптоволоконного кабеля относительно медного — это нечувствительность первого к электромагнитным помехам, огромная скорость передачи данных за счет гораздо большей полосы пропускания (оптические частоты гораздо выше, чем частоты электромагнитных волн в проводнике) и сложность в перехвате информации. Проще перехватить электромагнитное излучение, чем оптическое, хотя и оптика не является панацеей. Но с другой стороны, по этой же причине вы можете легко соединять и монтировать медные провода (если длины кабелей не близки к критическим), а для монтажа оптоволоконного кабеля необходимо специальное оборудование, так как необходимо точное совмещение осей светопроводящего материала — волокон и коннекторов.

сеть аrcnet развертка протокол

2.8 Инструкция по технике безопасности

Настоящая инструкция предназначена для предотвращения неблагоприятного воздействия на человека вредных факторов, сопровождающих работы со средствами вычислительной техники и периферийным оборудованием.

Настоящая инструкция подлежит обязательному и безусловному выполнению. За нарушение инструкции виновные несут ответственность в административном и судебном порядке в зависимости от характера последствий нарушения.

Соблюдение правил безопасной работы является необходимым условием предупреждения производственного травматизма.

Общие положения.

Область распространения и порядок применения инструкции:

Настоящая инструкция распространяется на персонал, эксплуатирующий средства вычислительной техники и периферийное оборудование. Инструкция содержит общие указания по безопасному применению электрооборудования в учреждении. Требования настоящей инструкции являются обязательными, отступление от неё не допускаются.

Требования к персоналу, эксплуатирующему средства вычислительной техники и периферийное оборудование:

К самостоятельной эксплуатации электроаппаратуры допускается только специально обученный персонал не моложе 18ти лет, пригодный по состоянию здоровья и квалификации к выполнению указанных работ.

Перед допуском к работе персонал должен пройти вводный и первичный инструктаж по технике безопасности с показом безопасных и рациональных приёмов работы. Затем не реже одного раза в 6 месяцев проводится повторный инструктаж, возможно, с группой сотрудников одинаковой профессии в составе не более 20 человек. Внеплановый инструктаж проводится при изменении правил по охране труда, при обнаружении и нарушении персоналом инструкции по технике безопасности, изменении характера работы персонала.

В помещениях в которых постоянно эксплуатируется электрооборудование должны быть вывешены в доступным для персонала месте «Инструкции по технике безопасности», в которых так же должны быть определены действия персонала в случае возникновения аварий, пожаров и электротравм.

Руководители структурных подразделений несут ответственность за организацию правильной и безопасной эксплуатации средств вычислительной техники и периферийного оборудования, эффективность их использования; осуществляют контроль за выполнением персоналом требований настоящей инструкции по технике безопасности.

Виды опасных и вредных факторов.

Эксплуатирующий средства вычислительной техники и периферийные оборудования персонал может подвергаться опасным и вредным воздействиям, которые по природе действия подразделяются на следующие группы:

Поражение электрическим током Механические повреждения Электромагнитные излучения Инфракрасное излучение Опасность пожара Повышенный уровень шума и вибрации Для снижения или предотвращения влияния опасных и вредных факторов необходимо соблюдать «Санитарные правила и нормы, гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронновычислительным машинам и организация работы» (Утверждено Постановлением Госкомсанэпиднадзора России от 14 июля 1996 г. № 14 СанПиН 2.2.2.542−96), и приложение 1.2.

Требования электробезопасности.

При пользовании средствами вычислительной техники и периферийным оборудованием каждый работник должен внимательно и осторожно обращаться с электропроводкой, приборами и аппаратами всегда помнить, что пренебрежение правилами безопасности угрожает здоровью и жизни человека.

Во избежание поражения электрическим током необходимо твёрдо знать и выполнять следующие правила безопасного пользования электроэнергией:

Необходимо постоянно следить на своём рабочем месте за исправным состоянием электропроводки, выключателей, штепсельных розеток, при помощи которых оборудование включается в сеть, и заземления. При обнаружении неисправности немедленно обесточить электрооборудование, оповестить администрацию. Продолжение работы возможно только после устранения неисправности.

Во избежание повреждения изоляции проводов и возникновения коротких замыканий не разрешается:

Вешать что-либо на провода;

Закрашивать и белить шнуры и провода;

Закладывать провода и шнуры за газовые и водопроводные трубы, за батареи отопительной системы;

Выдёргивать штепсельную вилку из розетки за шнур, усилие должно быть приложено к корпусу вилки.

Для исключения поражения электрическим током запрещается:

Часто включать и выключать компьютер без необходимости;

Прикасаться к экрану и к тыльной стороне блоков компьютера;

Работать на средствах вычислительной техники и периферийном оборудовании мокрыми руками;

Работать на средствах вычислительной техники и периферийном оборудовании, имеющих нарушения целостности корпуса, нарушения изоляции проводов, неисправную индикацию включения питания, с признаками электрического напряжения на корпусе;

Класть на средства вычислительной техники и периферийном оборудовании посторонние предметы.

Запрещается под напряжение очищать от пыли и загрязнения электрооборудование.

Запрещается проверять работоспособность электрооборудования в неприспособленных для эксплуатации помещениях с токопроводящими полами, сырых, не позволяющих заземлить доступные металлические части.

Ремонт электроаппаратуры производится только специалистами-техниками с соблюдением необходимых технических требований.

Недопустимо под напряжением проводить ремонт средств вычислительной техники и периферийного оборудования.

Во избежание поражения электрическим током, при пользовании электроприборами нельзя касаться каких-либо трубопроводов, батарей отопления, металлических конструкций, соединённых с землей.

При пользовании электроэнергией в сырых помещениях соблюдать особую осторожность.

При обнаружении оборвавшегося провода необходимо немедленно сообщить об этом администрации, принять меры по исключению контакта с ним людей. Прикосновение к проводу опасно для жизни.

Спасение пострадавшего при поражении электрическим током главным образом зависит от быстроты освобождения его от действия током.