ЛОКАЛЬНАЯ СЕТЬ

3. ЛОКАЛЬНАЯ СЕТЬ

Если в одном помещении, здании или комплексе близлежащих зданий имеется несколько компьютеров, пользователи которых должны совместно решать какие-то задачи, обмениваться данными или использовать общие данные, то эти компьютеры целесообразно объединить в локальную сеть.

Локальная сеть - это группа из нескольких компьютеров, соединенных посредством кабелей (иногда также телефонных линий или радиоканалов), используемых для передачи информации между компьютерами. Для соединения компьютеров в локальную сеть необходимо сетевое оборудование и программное обеспечение.

Локальные сети: общие понятия

Под локальной сетью (ЛВС, LAN) обычно подразумевают объединение компьютеров, расположенных в ограниченном пространстве. Локальные сети можно объединять в более крупные сети, такие как CAN (группа зданий), MAN (город), WAN (широкомасштабная сеть), GAN (глобальная сеть).

При построении современных сетей (и вообще создании коммуникационной инфраструктуры зданий) используется концепция СКС (структурированных кабельных систем). Существуют несколько стандартов на построение этих систем — ISO/IEC 11801 (международный), EN 50173:1995 (Европа), ANSI/TIA/EIA-568-A (США), но принцип в них заложен один и тот же. Каждое рабочее место должно быть оборудовано телекоммуникационным разъемом (ТР), соединенным горизонтальным кабелем (не более 90 м) с распределительным пунктом (РП) этажа. 10 метров отводятся для подключения компьютеров и оборудования к ТР. Все РП этажей соединяются вертикальными кабелями (рекомендуется не более 500 м) с РП здания и составляют магистральную подсистему здания. Ну и, наконец, все РП зданий соединяются кабелями длиной до 1500 м с РП комплекса и образуют магистральную систему комплекса. Вообще говоря, соблюдение этих длин не обязательно (хотя очень желательно), так как сетевые кабели находятся за рамками этих стандартов. Стандартом также определяется максимальная допустимая длина кабеля между источником и приемником в зависимости от физической среды передачи для различных технологий.

Основа всего: кабели

Очевидно, чтобы соединять различные устройства в проводной сети, вам необходимы кабели. Естественно, не каждый кабель можно использовать для соединения сетевых устройств. Например, шнур от старого утюга для этих целей лучше не применять (хотя некоторые умельцы, которым жалко денег на витую пару, делали и так). Поэтому во всех сетевых стандартах определены необходимые условия и характеристики используемого кабеля, такие как полоса пропускания, волновое сопротивление (импеданс), удельное затухание сигнала, помехозащищенность и другие.

Существуют два принципиально разных вида сетевых кабелей: медные и оптоволоконные.

Кабели на основе медных проводов, в свою очередь, делятся на коаксиальные и некоаксиальные. Обычно используемая витая пара (RG-45) формально не относится к коаксиальным проводам, но многие характеристики присущие коаксиальным проводам, применимы и к ней. Недавно появился новый способ построения сетей (в основном домашних), основанный на телефонной проводке. Отдельно стоят кабельные модемы, обеспечивающие соединение «точка-точка» по различным средам, и сеть, использующая электропроводку.

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).

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.

А) Назначение локальной сети.

Назначение всех компьютерных сетей можно выразить двумя словами: совместный доступ (или совместное использование). Прежде всего имеется в виду совместный доступ к данным. Людям, работающим над одним проектом, приходится постоянно использовать данные, создаваемые коллегами. Благодаря локальной сети разные люди могут работать над одним проектом не по очереди, а одновременно.

Локальная сеть предоставляет возможность совместного использования оборудования. Часто дешевле создать локальную сеть и установить один принтер на все подразделение, чем приобретать по принтеру для каждого рабочего места. Файловый сервер сети позволяет обеспечить совместный доступ к программам.

Оборудование, программы и данные объединяют одним термином: ресурсы. Можно считать, что основное назначение локальной сети - доступ к ресурсам. У локальной сети есть также и административная функция. Контролировать ход работ над проектами в сети проще, чем иметь дело со множеством автономных компьютеров. Если в учебном классе есть локальная сеть, то она тоже выполняет административную функцию, позволяя контролировать ход занятий учащихся. Для связи с внешними (перифирийными) устройствами компьютер имеет порты, через которые он способен передавать и принимать информацию. Нетрудно догадаться, что если через эти порты соединить два или несколько компьютеров, то они смогут обмениваться информацией между собой. В этом случае они образуют компьютерную сеть. Если компьютеры находятся недалеко друг от друга, используют общий комплект сетевого обрудования и управляются одним пакетом программного обеспечения, то такую компьютерную сеть называют локальной. Простейшие локальные сети используют для обслуживания рабочих групп. Рабочая группа - это группа лиц, работающих над одним проектом (например над выпуском одного журнала или над разработкой одного самолета) или просто сотрудники одного подразделения.Как соединяются между собой локальные сети? Для соединения локальных сетей используются следующие устройства, которые различаются между собой по назначению и возможностям: Мост (англ. Bridge) — связывает две локальные сети. Передаёт данные между сетями в пакетном виде, не производя в них никаких изменений. Ниже на рисунке показаны три локальные сети, соединённые двумя мостами.

Здесь мосты создали расширенную сеть, которая обеспечивает своим пользователям доступ к прежде недоступным ресурсам. Кроме этого, мосты могут фильтровать пакеты, охраняя всю сеть от локальных потоков данных и пропуская наружу только те данные, которые предназначены для других сегментов сети. Маршрутизатор (англ. Router) объединяет сети с общим протоколом более эффективно, чем мост. Он позволяет, например, расщеплять большие сообщения на более мелкие куски, обеспечивая тем самым взаимодействие локальных сетей с разным размером пакета. Маршрутизатор может пересылать пакеты на конкретный адрес (мосты только отфильтровывают ненужные пакеты), выбирать лучший путь для прохождения пакета и многое другое. Чем сложней и больше сеть, тем больше выгода от использования маршрутизаторов. Мостовой маршрутизатор (англ. Brouter) — это гибрид моста и маршрутизатора, который сначала пытается выполнить маршрутизацию, где это только возможно, а затем, в случае неудачи, переходит в режим моста.

Шлюз (англ. GateWay), в отличие от моста, применяется в случаях, когда соединяемые сети имеют различные сетевые протоколы. Поступившее в шлюз сообщение от одной сети преобразуется в другое сообщение, соответствующее требованиям следующей сети. Таким образом, шлюзы не просто соединяют сети, а позволяют им работать как единая сеть. C помощью шлюзов также локальные сети подсоединяются к мэйнфреймам — универсальным мощным компьютерам.

4. ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Появление компьютерных сетей привело к развитию операционных систем для персональных компьютеров, позволяющих работать в сетях. Такие операционные системы обеспечивают не только совместное использование аппаратных ресурсов сети (принтеров, дисковых накопителей большой емкости и т.д.), но и использование распределенных коллективных технологий при выполнении разнообразных работ.

Существует много операционных систем локальных сетей. Наиболее широкое распространение получили операционные системы Novell NetWare и Windows NT для локальных сетей ПК. Ознакомимся с первой из них.

Фирма «Novell Inc.», в компьютерном мире не менее известная чем фирмы IBM и «Microsoft», специализируется на создании операционных систем локальных сетей. Созданная в 1982 г. небольшой группой менеджеров и программистов, фирма уже к 1990 г. имела годовой оборот на уровне 500 млн. долларов. Ее сетевые ОС известны своим высочайшим качеством и надежностью.

Сетевая операционная система Novell NetWare 386, начиная с версии 3.11, представляет собой 32-разрядную операционную систему реального времени, работающую в защищенном режиме процессоров 80386 и более мощных (80486 и Pentium).

NetWare 386 является сетевой ОС с централизованным управлением, т.е. в сети один или несколько компьютеров должны быть выделены в качестве файл-серверов. На файл-серверах работает ОС NetWare 386. Остальные компьютеры сети, число которых может достигать нескольких сотен, являются рабочими станциями, и на них должна быть загружена, так называемая, клиентская часть NetWare 386 -специальная компонента системы.

ОС Netware 386 имеет ядро - файл server.exe, который запускается из MS DOS (на файл-сервере), затем с консоли и с помощью текстового файла конфигурации загружаются разнообразные драйверы, управляющие сетевыми устройствами. Кроме драйверов могут быть запущены в многозадачном режиме разнообразные утилиты и прикладные программы, например, управляющие файлами, хранящимися на сервере, и базами данных, работающими с внешними коммуникационными каналами. Эти команды содержатся в файлах, имеющих имена с расширением .п1т и потому называются «nlm-модулями».

Примером важнейшей утилиты является syscon.exe, с помощью которой администратор системы выполняет всю работу по разграничению доступа пользователей к информации.

После установки NetWare на файл-сервере на его винчестерском накопителе обязательно создается системный том SYS, содержащий несколько стандартных директорий:

• LOGIN, содержащую программу подключения пользователя к сети hgin.exe и другие процедуры, обслуживающие потребности пользователя рабочей станции при подключении ее к сети;

• MAIL, в которой для каждого пользователя сети заводится отдельный подкаталог (с именем из цифр), содержащий стартовый файл пользователя Login Script и файл конфигураций заданий на печать;

• SYSTEM, в которой хранятся файлы операционной системы NetWare, системные утилиты и некоторые другие служебные программы; этот каталог виден только системному администратору (имеющему идентификатор SUPER VISOR);

• PUBLIC, в которой содержатся сетевые программы и утилиты, доступные для всех пользователей сети;

• USERS, с индивидуальными подкаталогами пользователей сети. Файловая система NetWare на сервере не совместима с MS DOS. На рабочих же станциях, после запуска клиентской части системы, обеспечивается прозрачный доступ к разделам диска файл-сервера как к своим собственным дисководам.

Файловая система NetWare поддерживает разветвленную систему разграничения доступа к файлам и каталогам файл-сервера с различных рабочлх станций. Все пользователи сети могут быть разделены системным администратором на группы. Каждая группа обладает своими правами доступа, притом один и тот же пользователь может находиться одновременно в разных группах. В табл. 1.1 приведены типичные для Novell NetWare виды доступа к каталогам и файлам.

Таблица 1.1

Некоторые виды доступа к каталогам и файлам

Виды доступа	Обозначения	Права
Access Control	A	Изменение прав доступа к каталогу и файлу
File Stream	F	Просмотр содержимого каталога
Create	С	Создание каталогов или файлов в данном каталоге
Erase	E	Удаление каталогов или файлов из данного каталога
Modify	M	Изменение содержимого файлов (перезапись)
Supervisory	S	Права супервизора (позволяют делать любые
		операции с файлами, расположенными в каталоге)
Write	W	Запись в файл

Определение групп и их прав доступа выполняется с помощью утилиты syscon.exe.

Операционная система обладает развитым командным языком для написания файлов загрузки Login Script, большим набором утилит для пользователя и системного администратора. Охарактеризуем важнейшие из них. Для пользователя это утилиты, хранящиеся в каталоге PUBLIC.

LOGIN - первая команда, которую должен выдать пользователь перед началом работы в сети. При помощи этой команды пользователь подключается к файл-серверу.

Если команда login запущена без параметров, вы будете подключены к ближайшему серверу. Дополнительно Вам надо будет ввести имя пользователя и, возможно, пароль:

login [/параметры][сервер[/имя_пользователя]][параметры_входа]

В табл. 1.2 приведены параметры, задаваемые командой login через символ "/" (выделенные буквы можно использовать в качестве сокращения).

Таблица 1.2

Некоторые параметры команды LOGIN

Параметр	Назначение и использование
/Script /NoAttach /CleanScreen	Позволяет выполнить подключение к сети с отличным от стандартного файлом Login Script; после параметра необходимо указать полный путь к нужному файлу Login Script Этот параметр нужен для запуска файла Login Script без подключения к файл-серверу Стирание экрана во время ввода пароля

После перечисленных выше параметров можно указать имя файл-сервера и имя пользователя. После имени пользователя можно указать дополнительные параметры, которые можно будет проанализировать во время выполнения файла Login Script.

LOGOUT - отключение от файл-сервера. В качестве параметра можно указать имя файл-сервера, от которого вы собираетесь отключиться:

logout[имя_сервера]

Если имя файл-сервера не указано, выполняется отключение от всех серверов, к которым вы были подключены.

MAP - отображение каталогов файл-сервера на локальные диски рабочей станции. Эта команда позволяет автоматизировать процесс отображения каталогов (табл. 1.3). Приведем общий формат вызова команды (с некоторыми упрощениями):

mар [функция][диск:=[путь[„„]]]

Таблица 1.3 Форматы команды MAP

Формат

Комментарий

mар mар диск:= [путь] каталог mар диск:= [путь] каталог; диск:= [путь] каталог; map insert диск_поиска:= [путь] каталог; map root диск := [путь] каталог; диск := диск

Если команда mар выдана без параметров, на экране отображаегся карта текущего отображения каталогов Отображение диска «диск» на сетевой каталог «каталог»; в пути для сетевого каталога можно указывать имя сервера или имя тома. Одновременное отображение нескольких дисков в одной команде Отображение сетевого каталога на диск. Полученный диск автоматически просматривается при запуске программ, поэтому он называется «дискпоиска» Отображение сетевого каталога на корневой каталог локального диска. Требуется для тех программ, которые могут работать только с корневым каталогом

MENU. Если, находясь в каталоге SYS:PUBLIC, вы запустите программу тепи.ехе с параметром main, на экране появится меню, с помощью которого можно выполнять запуск различных сетевых утилит (табл. 1.4).

NCOPY - копирование файлов (табл. 1.5). В отличие от средств копирования файлов, предоставляемых MS DOS, утилита псору сохраняет атрибуты файлов, специфические для Novell NetWare, поэтому она более предпочтительна для использования в сети, чем программы MS DOS:

nсору [путь1]имя_файла [to] путь2 [параметры...]

В строке, приведенной выше, «путь1» и «путь2» определяют соответственно пути к копируемому файлу и к каталогу, в который он будет копироваться. Можно указывать символы "*", "?", которые будут восприниматься так же, как и для обычной команды copy из операционной системы MS DOS. Для переименования файла при копировании необходимо в качестве параметра «путь2» использовать полный путь к новому файлу с указанием нового имени.

NDIR - получение детальной информации о файлах, расположенных в сетевых каталогах:

ndir [путь][параметры...]

Для команды ndir можно задавать параметры, можно просмотреть полный список параметров, запустив утилиту ndir с параметром /HELP.

SALVAGE - восстановление случайно удаленных файлов. Восстановление возможно, если не использовалась утилита purge, очищающая каталоги от удаленных файлов.

Запустив утилиту, оказываемся в меню Main Menu Options. Выбрав строку Select Current Directory, указываем каталог, в котором необходимо восстановить удаленные файлы. Указанный каталог становится текущим (с точки зрения утилиты salvage).

Таблица 1.4 Меню для запуска сетевых утилит

Строка	Утилита	Назначение
Session Management	session	Управление сеансами связи
File Management	filer	Управление файловой системой
Volume Information	volinfo	Получение информации о сетевых томах
System Configuration	syscon	Утилита для изменения конфигурации системы
File Server Monitoring	fconsole	Управление файл-сервером
Print Queue Management	pconsole	Управление очередями печати
Print Job Configuration	printcon	Определение конфигурации заданий на печать
Printer Definitions	printdef	Определение принтеров
Logout	logout	Отключение от сети

Таблица 1.5 Параметры процедуры NCOPY

Параметр

Назначение и использоввание

/S /Е /С /I /V /А /М

Копирование вместе с подкаталогами Копирование пустых подкаталогов. Этот ключ используется совместно с ключом /S Копирование файлов без сохранения атрибутов Выдать сообщением тех случаях, когда программа не может скопировать атрибуты файла Выполнить проверку после копирования на идентичность файла-оригинала и файла-копии Скопировать файлы с установленным в слове атрибутов архивным битом. Атрибуты файла не изменяются Скопировать файлы с установленным в слове атрибутов архивным битом После копирования архивный бит в слове атрибутов исходного файла сбрасывается. Это позволяет использовать NCOPY для выполнения архивной выгрузки содержимого каталога

Для восстановления файлов необходимо выбрать в главном меню строку Salvage From Deleted Directories. Для просмотра списка удаленных файлов в текущем каталоге и их последующего восстановления служит строка View/Recover Deleted Files.

SEND - посылка с одной рабочей станции на другие короткого (длиной не более 44 символов) сообщения.

Если рабочая станция, на которую послано сообщение, находится в текстовом режиме, полученное сообщение отображается в нижней строке экрана. Работа рабочей станции приостанавливается до тех пор, пока пользователь не нажмет комбинацию клавиш <Ctrl+Enter>.

SESSION - просмотр информации о группах пользователей и об отдельных пользователях, посылка пользователям сообщения, просмотр и изменение отображения сетевых каталогов на диски рабочей станции.

SYSCON - управление сервером, группами пользователей и отдельными пользователями в диалоговом режиме.

Обычные пользователи с помощью этой утилиты могут изменить свой пароль и отредактировать свой файл Login Script. Пользователи с правами супервизора могут с помощью этой утилиты назначать руководителей групп.

FCONSOLE - управление файл-сервером. Эта диалоговая утилита способна выполнять такие операции с файл-сервером, которые обычно выполняются при помощи команд с консоли файл-сервера. С ее помощью можно выдавать сообщения одновременно всем пользователям в сети, просматривать информацию о работающих в сети пользователях и управлять состоянием файл-сервера.

FILER - управление томами и каталогами. С помощью этой утилиты можно изменять атрибуты каталогов и файлов, изменять права доступа пользователей к каталогам и файлам.

С консоли файл-сервера (если к нему подключена клавиатура и дисплей) можно вводить разнообразные команды. Наиболее часто употребляемые команды приведены ниже.

BROADCAST - посылка сообщения пользователям. Это могут быть, например, сообщения о завершении работы сервера или о размонтировании сетевых томов. Длина сообщения не может превышать 55 символов:

broadcast <сообщение> to [параметр]

DISMOUNT - размонтирование сетевого тома, после чего он делается недоступным для пользователей. Такая операция может потребоваться для снятия редко используемого тома или восстановления его утилитой vrepair:

dismount <имя_тома>

Перед размонтированием тома необходимо предупредить об этом пользователей при помощи команды broadcast.

DOWN - останов файл-сервера. При этом содержимое дисковых буферов переписывается из оперативной памяти на диск, закрываются все файлы и обновляются каталоги. Перед выдачей этой команды необходимо предупредить пользователей, послав им сообщение при помощи команды broadcast.

После завершения процесса останова операционной системы Novell NetWare версии 3.11 на экран консоли выдается сообщение:

Server ...has been shut down. Type EXIT to return to DOS

После появления этого сообщения необходимо выдать команду exit. Операционная система Novell NetWare завершит свою работу, и появится системное приглашение MS DOS. Если была выдана команда remove dos, вместо возврата в MS DOS произойдет «теплая» перегрузка файл-сервера (без выполнения процедур начального тестирования при включении питания).

EXIT - возвращение в MS DOS или теплая перегрузка файл-сервера, если была выдана команда remove dos. Команда exit должна выдаваться после команды down, останавливающей файл-сервер. Эта команда отсутствует в операционной системе Novell NetWare версии 2.2.

LOAD - запуск с консоли файл-сервера nlm-программ, для загрузки драйверов сетевых адаптеров и дисковых драйверов Эта команда отсутствует в операционной системе Novell NetWare версии 2.2, так как в этой версии не используется механизм nlm-программ.

MODULES - просмотр списка программ, работающих в среде Novell NetWare, на экране консоли файл-сервера.

На экран выводится таблица, в которой для каждой программы приводится имя файла, содержащего программу, и краткое название программы. Эта команда отсутствует в операционной системе Novell NetWare версии 2.2. Список загруженных VAP-процессов можно просмотреть по команде VAP.

MOUNT- монтирование тома, имя которого задано в качестве параметра. Если в качестве параметра указать ''ALL", будут смонтированы все имеющиеся на фалл-сервере тома. Размонтировать том можно при помощи команды dismount.

SET - просмотр и установление различных параметров Novell NetWare. Детальное рассмотрение этих параметров выходит за рамки нашей книги; их можно найти в документации, поставляющейся с Novell NetWare.

SET TIME - установка системной даты:

set time [месяц/день/год][часы:минуты:секунды]

UNLOAD - выгрузка nlm-программ, запущенных при помощи команды load. Единственный параметр этой команды - имя выгружаемой программы. Эта команда отсутствует в операционной системе Novell NetWare версии 2.2.

VOLUMES - вывод на экран консоли файл-сервера списка томов, смонтированных на данном файл-сервере. Эта команда отсутствует в операционной системе Novell NetWare версии 2.2.

В систему NetWare версии 3.11 входит ряд полезных nlm-модулей (находящихся в каталоге SYSTEM). Они могут быть запущены с помощью команды load. Среди них:

EDIT - запуск с консоли файл-сервера текстового редактора, если ввести команду load edit. После загрузки в ответ на приглашение File to Edit необходимо ввести путь к файлу, который надо отредактировать, например:

sys:system/autoexec.ncf

Завершение редактирования - клавиша <ESC> и подтверждение необходимости сохранения файла (выбором строки Yes в появившемся меню).

MONITOR - отображение текущего состояния сети. С помощью этой команды можно заблокировать клавиатуру консоли файл-сервера паролем. Программа запускается командой load monitor.

VREPAIR - исправление небольших разрушений в логической структуре данных на сетевых томах. Загружается при помощи команды load.

Перед восстановлением тома его необходимо размонтировать при помощи команды dismount.