Проектирование локальной вычислительной сети

Проектирование локальной вычислительной сети

Введение

локальный вычислительный операционный система

В условиях рыночной экономики информация выступает как один из важнейших товаров. Новейшие достижения в области микроэлектроники привели к новым концепциям в организации информационных служб. Успех коммерческой и предпринимательской деятельности связан с муниципальными, банковскими, биржевыми информационными системами, информатизацией оптовой и розничной торговли, торговых домов, служб управления трудом и занятостью, созданием банка данных рынка товаров и услуг, развитием центров справочной и аналитико-прогнозной информации, электронной почты, электронного обмена данными. Как правило, работа этих систем базируется на локальных вычислительных сетях (ЛВС) различной архитектуры или их объединениях, получивших название корпоративных сетей.

Любая компьютерная система, состоящая из нескольких компьютеров, наверняка перерастает в более сложную систему, которая потребует высокоскоростного обмена данными между компьютерами с сервисными возможностями.

Такой обмен не может быть организован при помощи стандартных простых средств операционных систем (ОС) и прикладных программ, а требует организации принципиально новой информационной структуры - сети.

Использование локальных сетей позволяет облегчить доступ к устройствам оконечного оборудования данных установленных в учреждении. Эти устройства - не только ЭВМ, но и другие устройства, обычно используемые в учреждениях, такие, как принтеры, графопостроители и все возрастающее число электронных устройств хранения и обработки файлов и баз данных.

Локальная сеть представляет собой канал и протоколы обмена данными для связи рабочих станций и ЭВМ.

Под локально-вычислительной сетью понимается совокупность взаимосвязанных и распределенных по сравнительно небольшой территории вычислительных ресурсов, взаимодействие которых обеспечивается специальной системой передачи данных.

Задание

Задание состоит в проектировании вычислительной сети как основы комплекса технических средств информационной системы для фирмы торгующей добавками для бетона ООО «Ассортимент Бетон».

Для решения поставленной цели в проекте решаются следующие задачи:

Выбор топологии, оборудования и программного обеспечения;

Выбор способа управления сетью;

Расчет энергопотребления, монтажа ЛВС;

Управление сетевыми ресурсами и пользователями сети;

Рассмотрение вопросов безопасности сети.

Структура предприятия:

менеджеры:

количество человек - 2;

необходимые ресурсы - база данных, готовое ПО, информация о клиентах

отдел снабжения:

количество человек - 2;

необходимые ресурсы - база данных, готовое ПО;

бухгалтерия:

количество человек - 2;

необходимые ресурсы - база данных, готовое ПО, информация о клиентах, доступ к банку.

отдел логистики:

количество человек - 2;

необходимые ресурсы - база данных, готовое ПО, информация о клиентах.

склад:

количество человек - 1;

необходимые ресурсы - база данных, готовое ПО, информация о поставщиках.

генеральный директор:

количество человек - 1;

необходимые ресурсы - база данных, готовое ПО, информация о клиентах.

Обоснование потребности проектирования ЛВС

Описание предметной области

Трудно представить современное предприятие, независимо от сферы его деятельности. Без парка персональных компьютеров. И фирма, торгующая добавками для бетона не является исключением.

Фирма, торгующая добавками для бетона является важным звеном в современной системе рыночных отношений.

Строительство в последнее время развивается крайне активно, а значит, что и рынок стройматериалов и инструментов также испытывает резкий подъем в связи с возросшим спросом. Так, например, бетон становится крайне востребованным, что связано с постоянным строительством новых жилых домов, офисных зданий, а также личными постройками физических лиц.

Компания продает добавки для бетона оптовым покупателям и розничным клиентам. Такой широкий диапазон клиентской базы позволяет говорить о высоком спросе на качественные и надежные товары, об ориентированности на потребности клиента, о выполнении функций поставщика компанией с хорошей репутацией. Задачей фирмы является предоставление качественной продукции от производителей, которые зарекомендовали себя на строительном рынке. При индивидуальном подходе и умеренной ценовой политике завоевывает большое число покупателей бетона нуждающихся в качественном товаре и надежном обслуживании.

Удобство сотрудничества заключается в том, что профессионалы своего дела - консультанты-продавцы, а также надежные поставщики бетона обеспечат максимально удобное и доступное приобретение стройматериала.

Таким образом, структуру управления данной организацией можно разделить на несколько направлений.

Рис. 1 - Схема определения информационных потоков

Информация, используемая в работе фирмы, имеет ряд особенностей и связанных с ними требований по работе с этой информацией:

большие потоки информации, поступающие и выходящие с данного предприятия, требуют возможности их быстрой обработки, а также лёгкого доступа к ним;

информация, поступающая на данное предприятие, обладает свойством цикличности, что значительно упрощает процесс её обработки, но в то же время и требует создания чёткой системы её организации;

Необходимо создание системы, способной быстро провести обработку имеющейся информации и удовлетворить тем самым запросы фирм клиентов.

Информация, подлежащая анализу, имеет несколько признаков, по которым необходимо производить её классификацию, что делает необходимым создание системы, способной производить сортировку имеющейся информации.

Таковы основные особенности предметной области фирмы по торговле бетоном.

Обоснование потребности проектирования ЛВС

ЛВС - набор аппаратных средств и алгоритмов, которые обеспечивают соединение компьютеров и других периферийных устройств (принтеров, дисковых контроллеров и т.п.), расположенных на сравнительно небольшой территории (одного предприятия, офиса, одной комнаты), и позволяющих совместно использовать информационные ресурсы, периферийные устройства, обмениваться данными. Компьютеры, связанные локальной сетью, объединяются, по сути, в один виртуальный компьютер, ресурсы которого могут быть доступны всем пользователям, причем этот доступ не менее удобен, чем к ресурсам, входящим непосредственно в каждый отдельный компьютер. Под удобством в первую очередь понимается высокая реальная скорость доступа, при которой обмен информацией между приложениями осуществляется незаметно для пользователя. При таком определении ни медленные глобальные сети, ни медленная связь через последовательный или параллельный порты не попадают под понятие локальной сети.

Из такого определения сразу следует, что скорость передачи по локальной сети должна обязательно расти, по мере роста быстродействия наиболее распространённых компьютеров. Именно это мы и наблюдаем: если ещё сравнительно недавно вполне приемлемой считалась скорость обмена в 1-10 Мбит/с, то сейчас среднескоростной считается сеть, работающая на скорости 100 Мбит/с и активно разрабатываются средства для скорости 1000 Мбит/с и даже больше. При меньших скоростях передачи связь станет узким местом, будет чрезмерно замедлять работу объединённого сетью виртуального компьютера.

Таким образом, главное отличие локальной сети от любой другой - высокая скорость обмена. Но это не единственное отличие, не менее важны и другие факторы. Например, принципиально необходим низкий уровень ошибок передачи. Ведь даже очень быстро переданная, но искаженная ошибками информация бессмысленна - ее придется передавать еще раз. Поэтому локальные сети обязательно используют специально прокладываемые качественные линии связи.

Принципиальное значение имеет и такая характеристика сети, как возможность работы с большими нагрузками, то есть с большой интенсивностью обмена (или, как говорят, с большим трафиком). Если механизм управления обменом, используемый в сети, не слишком эффективен, то компьютеры могут чрезмерно долго ждать своей очереди на передачу, и даже если передача будет производиться затем на высочайшей скорости и полностью безошибочно, то для пользователя сети это все равно обернется неприемлемой задержкой доступа ко всем сетевым ресурсам.

Любой механизм управления обменом может гарантированно работать только тогда, когда заранее известно, сколько компьютеров (абонентов, узлов) может быть подключено к сети. При включении большого непредусмотренного числа абонентов забуксует вследствие перегрузки любой механизм. Наконец, сетью в истинном смысле этого слова можно назвать только такую систему передачи данных, которая позволяет объединять хотя бы до нескольких десятков компьютеров, но никак не два, как в случае связи через стандартные порты.

Таким образом, можно сформулировать следующие отличительные признаки локальной сети:

высокая скорость передачи, большая пропускная способность;

низкий уровень ошибок передачи (или, что то же самое, высококачественные каналы связи). Допустимая вероятность ошибок передачи данных должна быть порядка 10-7 - 10-8 ;

эффективный, быстродействующий механизм управления обменом;

ограниченное, точно определенное число компьютеров, подключаемых к сети.

По локальной сети может предаваться самая разная информация: данные, изображения, телефонные разговоры, электронные письма и т. д. Кстати, именно задача передачи изображений, особенно полноцветных динамических изображений, предъявляет самые высокие требования к быстродействию сети. Чаще всего локальные сети используются для разделения (то есть совместного использования) таких ресурсов, как дисковое пространство, принтеры и выход в глобальную сеть, но это всего лишь незначительная часть тех возможностей, которые предоставляют средства локальных сетей. Например, они позволяют осуществлять обмен информацией между компьютерами разных типов. Абонентами (узлами) сети могут быть не только компьютеры, но и другие устройства, например принтеры, плоттеры, сканеры. Локальные сети дают возможность организовать систему параллельных вычислений на всех компьютерах сети, что позволяет многократно ускорить решение сложных математических задач. С их помощью можно также управлять работой сложной технологической системы или исследовательской установки с нескольких компьютеров одновременно.

Однако локальные сети имеют и некоторые недостатки, о которых всегда следует помнить. Сети ограничивают возможность перемещения компьютеров, так как при этом может понадобиться перекладка соединительных кабелей. Кроме того, сети представляют собой прекрасную среду для распространения компьютерных вирусов, поэтому вопросам защиты придется уделять гораздо больше внимания, чем в случае автономного использования компьютеров.

Существует два типа компьютерных сетей: одноранговые сети и сети с выделенным сервером. Одноранговые сети не предусматривают выделение специальных компьютеров, организующих работу сети. Каждый пользователь, подключаясь к сети, выделяет в сеть какие - либо ресурсы и подключается к ресурсам, предоставленным в сеть другими пользователями. Такие сети просты в установке, налаживании; они существенно дешевле сетей с выделенным сервером. В сою очередь сети с выделенным сервером, несмотря на сложность настройки и относительную дороговизну, позволяют осуществлять централизованное управление.

Сервером называется абонент (узел) сети, который представляет свои ресурсы другим абонентам, но сам не использует ресурсы других абонентов, то есть служит только сети. Серверов в сети может быть несколько, и совсем необязательно сервер - это самый мощный компьютер. Выделенный сервер - это сервер, занимающийся только сетевыми задачами. Невыделенный сервер может заниматься помимо обслуживания сети и другими задачами. Специфический тип сервера - это сетевой принтер.

Клиентом называется абонент сети, который использует сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не отдает, то есть сеть его обслуживает. Компьютер - клиент также часто называют рабочей станцией. В принципе каждый компьютер может быть одновременно как клиентом, так и сервером.

Под сервером и клиентом часто понимают также не сами компьютеры, а работающие на них программные приложения. В этом случае то приложение, которое только отдает ресурс в сеть, является сервером, а то приложение, которое только пользуется сетевыми ресурсами, является клиентом.

Естественно основные задачи фирмы по продаже бетона могут решаться и без ЛВС. В этом случае:

Перенос информации с одного компьютера на другой осуществляется при помощи дискет или флешек.

Доступ к глобальной сети может производиться только с одного компьютера, имеющего модем.

Взаимодействие между сотрудниками предприятия осуществляется только в форме личного контакта.

В организации имеется несколько периферийных устройств, однако ими оборудованы не все компьютеры. Чтобы воспользоваться периферийным устройством, нужно применить USB-накопитель и освободить на некоторое время компьютер, к которому подключено данное устройство.

Отсутствие ЛВС в данной фирме сделает невозможным ее эффективное функционирование, и кроме того повлечёт за собой многочисленные затраты.

Во-первых, в отсутствии ЛВС невозможно быстро обмениваться данными между различными подразделениями, а также между различными ПК в пределах одного здания. Этот недостаток вызовет затраты времени на перенос информации с одного компьютера на другой с помощью USB-накопителя, а также затраты на их приобретение.

Во-вторых, без ЛВС невозможно будет быстро связаться с организациями, взаимодействующими с фирмой. Это также значительно снизит эффективность работы.

В-третьих, отсутствие сети в фирме повлечёт за собой значительные затраты на приобретение различных устройств для каждого компьютера (жесткий диск, принтер, CD-ROM, модем) и дорогостоящего программного обеспечения.

В-четвёртых, без ЛВС невозможно эффективно осуществлять доступ к глобальным ресурсам всемирной сети internet и использовать средства электронной почты (E-mail), которые значительно повысят эффективность работы фирмы.

Задачи, которые позволяет выполнять ЛВС:

совместная работа с документами;

упрощение документооборота: возможность просматривать, корректировать и комментировать документы, не покидая своего рабочего места, не организовывая собраний и совещаний, отнимающих много времени;

сохранение и архивирование своей работы на сервере, чтобы не использовать ценное пространство на жестком диске ПК;

простой доступ к приложениям на сервере;

облегчение совместного использования в организациях дорогостоящих ресурсов, таких как принтеры, накопители CD-ROM, жесткие диски и приложения (например, текстовые процессоры или программное обеспечение баз данных).

Исходя из всех многочисленных возможностей, которые открывает пользователям ЛВС а также особенностей информации, используемой в работе фирмы по продаже бетона, можно выявить потребности проектирования ЛВС в данной организации.

Итак, проектирование ЛВС для обусловлено следующими причинами:

Всю обработку информации, используемой в работе фирмы необходимо производить в одном месте централизованно. Однако особенности работы фирмы в некоторых случаях могут потребовать и обратного действия - децентрализации обработки информации. Данный факт делает необходимым создание сети, которая смогла бы обеспечить обмен информацией между различными подразделениями фирмы. Локальная сеть производит передачу информации в течение 3-4 секунд без риска потери информации.

В рамках работы фирмы необходимо включить компьютеры различных видов: ПК, мини ЭВМ, большие ЭВМ, рабочие станции специальные ЭВМ, концентрирующие ресурсы - серверы. Естественно, что такой большой массив компьютеров необходимо объединить в сеть.

Для наиболее эффективного функционирования фирмы в её работе необходимо участие внешних по отношению к фирме служб: телексная (телетайпная) связь, почтовая корреспонденция, электронные доски объявлений, а также выход в региональные (глобальные) сети ЭВМ и использование их услуг. Взаимодействие со всеми этими службами позволяет организовать ЛВС.

ЛВС в данной организации поможет избежать многочисленных затрат (времени, денежных ресурсов, информации), проявляющихся в отсутствие сети.

Для улучшения качества потребления информации в рамках работы фирмы возможно применение технологии Интернет, которая основана на организации ЛВС.

Определение перечня функций пользователей в ЛВС

Таблица 1 - Определение перечня функций пользователей в ЛВС

В перечень функций пользователей ЛВС входит доступ к глобальной сети Internet и использование электронной почты.- глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир. Сегодня Internet имеет около 15миллионов абонентов в более чем 150 странах мира. Ежемесячно размер сети увеличивается на 7-10%. Internet образует как бы ядро, обеспечивающее связь различных информационных сетей, принадлежащих различным учреждениям во всем мире, одна с другой.

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

Электронная почта - самая распространённая услуга сети Internet.

Что такое почта - мы знаем. Это традиционные средства связи, позволяющие обмениваться информацией, по край ней мере, двум абонентам. Для того, чтобы этот обмен состоялся, необходимо написать послание и, указав адрес, опустить в почтовый ящик, откуда письмо неминуемо попадёт на почтовый узел. Если указанный адрес соответствует общепринятым стандартам, то через некоторое время почтальон положит его в почтовый ящик адресата. Далее абонент вскроет послание, и - обмен информацией состоялся. Чтобы ускорить процесс, вы поднимаете телефонную трубку, набираете телефонный номер и, если произойдет правильное соединение, то ваш абонент услышит то, что вы хотите ему передать. Если абонент не отвечает или его номер занят, придется повторить процедуру ещё раз, сожалея о том, что вы тратите на это своё драгоценное время.

Эти два вида связи - почтовая и телефонная - стали для нас традиционными, и мы уже хорошо знаем их достоинства и недостатки. А что же такое электронная почта?

Электронная почта - обмен почтовыми сообщениями с любым абонентом сети Internet. Существует возможность отправки как текстовых, так и двоичных файлов. На размер почтового сообщения в сети Internet накладывается следующее ограничение - размер почтового сообщения не должен превышать 64 килобайт.

Она позволяет пересылать сообщения практически с любой машины на любую, так как большинство известных машин, работающих в разных системах, ее поддерживают.

Электронная почта во многом похожа на обычную почту. С ее помощью письмо - текст, снабженный стандартным заголовком (конвертом) - доставляется по указанному адресу, который определяет местонахождение машины и имя адресата, и помещается в файл, называемый почтовым ящиком адресата, с тем, чтобы адресат мог его достать и прочесть в удобное время. При этом между почтовыми программами на разных машинах существует соглашение о том, как писать адрес, чтобы все его понимали.

Электронная почта оказалась во многом удобнее обычной, "бумажной". Не говоря уже о том, что Вам не приходится вставать из-за компьютера и идти до почтового ящика, чтобы получить или отправить письмо,

электронной почтой сообщение в большинстве случаев доставляется гораздо быстрее, чем обычной;

стоит это дешевле;

для отправки письма нескольким адресатам не нужно печатать его во многих экземплярах, достаточно однажды ввести текст в компьютер;

если нужно перечитать, исправить полученное или составленное Вами письмо, или использовать выдержки из него, это сделать легче, поскольку текст уже находится в машине;

удобнее хранить большое количество писем в файле на диске, чем в ящике стола; в файле легче и искать;

и, наконец, экономится бумага.

Надежность электронной почты сильно зависит от того, какие используются почтовые программы, насколько удалены друг от друга отправитель и адресат письма, и особенно от того, в одной они сети, или в разных. В наших условиях, пожалуй, лучше полагаться на электронную почту, чем на простую. Если письмо все-таки потерялось, Вы об этом сможете узнать достаточно скоро и послать новое.

Это самое популярное на сегодня использование Internet у нас в стране. Оценки говорят, что в мире имеется более 50 миллионов пользователей электронной почты. В целом же в мире трафик электронной почты (протокол smtp) занимает только 3.7% всего сетевого. Популярность ее объясняется, как насущными требованиями, так и тем, что большинство подключений - подключения класса "доступ по вызову" (с модема), а у нас в России, вообще, в подавляющем большинстве случаев - доступ UUCP. E-mail доступна при любом виде доступа к Internet.mail (Electronic mail) - электронная почта (простонародн. - электронный аналог обычной почты). С ее помощью вы можете посылать сообщения, получать их в свой электронный почтовый ящик, отвечать на письма ваших корреспондентов автоматически, используя их адреса, исходя из их писем, рассылать копии вашего письма сразу нескольким получателям, переправлять полученное письмо по другому адресу, использовать вместо адресов (числовых или доменных имен) логические имена, создавать несколько подразделов почтового ящика для разного рода корреспонденции, включать в письма текстовые файлы, пользоваться системой «отражателей почты» для ведения дискуссий с группой ваших корреспондентов и т.д. Из Internet вы можете посылать почту в сопредельные сети, если вы знаете адрес соответствующего шлюза, формат его обращений и адрес в той сети. Используя e-mail, вы можете пользоваться ftp в асинхронном режиме. Существует множество серверов, поддерживающих такие услуги. Вы посылаете e-mail в адрес такой службы, содержащую команду этой системы, например, дать листинг какой-то директории, или переслать файл такой-то к вам, и вам приходит автоматически ответ по e-mail с этим листингом или нужным файлом. В таком режиме возможно использование почти всего набора команд обычного ftp. Существуют серверы, позволяющие получать файлы по ftp не только с них самих, но с любого ftp-сервера, который вы укажете в своем послании e-mail..mail дает возможность проводить телеконференции и дискуссии. Для этого используются, установленные на некоторых узловых рабочих машинах, mail reflector-ы. Вы посылаете туда сообщение с указанием подписать вас на такой-то рефлектор (дискуссию, конференцию, etc.), и вы начинаете получать копии сообщений, которые туда посылают участники обсуждения. Рефлектор почты просто по получении электронных писем рассылает их копии всем подписчикам.mail дает возможность использования в асинхронном режиме не только ftp, но и других служб, имеющих подобные сервера, предоставляющие такие услуги. Например, сетевых новостей, Archie, Whois. Пересылать по e-mail можно и двоичные файлы, не только текстовые. В UNIX, например, для этого используется программы UUENCODE и UUDECODE.

При пользовании e-mail, из-за ее оперативности, может сложиться ощущение телефонной связи, но всегда следует осознавать, что это все же почта. Все сообщения письменны, поэтому почти документированы. Придерживайтесь этикета, принятого в обычной корреспонденции. В дополнение к этому помните, что e-mail не обладает той степенью приватности, как обычная почта, никогда не пишите в посланиях e-mail ничего, чего вам бы не хотелось увидеть выставленным на всеобщее обозрение. Анонимность также исключена: источник прослеживается без труда. Не стоит пользоваться техническими особенностями вашего терминала.

Когда сеть ARPANET впервые вышла на арену, ее разработчики ожидали, что преобладающим будет трафик (то есть объем информации, передаваемой между узлами) типа "процесс-процесс". Они ошиблись. К их великому изумлению, объем электронной почты между людьми перекрыл объем связи между процессами. В то время, как снег, дождь, жара могли остановить почтовых курьеров, возможности сети ARPANET доставлять сообщения от западного побережья Соединенных Штатов к восточному в течение нескольких секунд начали революционные процессы в средствах сообщения.

Основная привлекательность электронной почты - ее быстрота. Однако есть другие преимущества которые не так широко известны. Телефон также предоставляет почти мгновенный доступ, но исследования показали, что около 75% телефонных вызовов заканчиваются безуспешно ("Я очень сожалею, но мистер Смит на совещании/уехал в командировку/вышел из комнаты."). Электронная почта имеет ту же скорость доступа, что и телефон, но не требует одновременного присутствия обоих абонентов на разных концах телефонной линии. Кроме того, она оставляет письменную копию послания, которое может быть сохранено или передано дальше. Более того, письмо одновременно может быть послано нескольким абонентам.

Предположим, что вам повезло, и вы стали счастливым обладателем персонального компьютера. Вы составили послание для своего абонента -ввели в компьютер текст, подготовили к передаче файл, содержащий какую-либо программу или, например, графические данные, указали адрес и, сняв телефонную трубку, передали по телефонной линии ваше письмо. Абонента нет дома? Не беда: письмо попадет к нему, как только он включит свой компьютер. Его телефон занят? Тоже не страшно: как только линия освободится, он сможет получить ваше послание, даже если вы уже давно повесили трубку. В этой, на первый взгляд, фантастической истории есть единственное преувеличение. Поднимать трубку и набирать телефонный номер будете не вы, а весьма интеллектуальное электронное устройство, называемое модемом. В простейшем случае передача вашего письма произойдет следующим образом: сначала по запускаемой вами стандартной процедуре ваш модем постарается связаться с модемом, установленном на почтовой машине (аналог - почтовое отделение связи). В RelCom это производится рассматриваемой в нашем руководстве программным пакетом UUPC. Как только будет установлена связь, произойдет идентификация вашего абонентского пункта (вашего компьютера), проверка пароля и передача подготовленной вами информации. После этого ваш модем "повесит трубку". Вы можете спокойно заниматься своими делами, а в это время почтовая машина проверит, насколько правильный адрес вы указали, и, если все в порядке, постарается связаться с вашим абонентом. Как только два модема - почтовый и вашего абонента - "договорятся", произойдет передача вашего послания. Обмен информацией состоялся.

Удобство такого средства связи трудно переоценить. Быстрота, необременительность, возможность передавать информацию любого объема в любую точку мира.

Для того, чтобы ваше электронное письмо дошло до своего адресата, необходимо, чтобы оно было оформлено в соответствии с международными стандартами и имело стандартизованный почтовый электронный адрес. Общепринятый формат послания определяется документом под названием "Standard for the Format of ARPA - Internet Text messages". Хотя электронная почта может рассматриваться как частный случай передачи файлов, она имеет ряд особенностей, не привычных для стандартных процедур пересылки файлов. Во-первых, отправитель и получатель почти всегда люди, а не машины. Это означает, что система электронной почты состоит из двух различных, но тесно взаимосвязанных частей: одна обеспечивает взаимодействие с человеком (например, составление, редактирование, прочтение сообщений), другая - передачу сообщений (например, рассылка по спискам, обеспечение передачи). Другое различие между электронной почтой и средствами передачи файлов общего назначения состоит в том, что почтовые послания представляют собой четко структурированный документ. Во многих системах каждое послание сопровождается большим количеством дополнительных полей. Они включают в себя имя и адрес отправителя, имя и адрес получателя, дату и время отправки письма, перечень людей, которым направлена копия письма, уровень значимости, степень секретности и многое другое.

Адресация в системе электронной почты

for Comment или RFC822, и имеет заголовок и непосредственно сообщение. Заголовок выглядит приблизительно так:: почтовый электронный адрес - от кого пришло послание

То: почтовый электронный адрес - кому адресовано

Сс: почтовые электронные адреса - кому еще направлено : тема сообщения (произвольной формы) : дата и время отправки сообщения

Строки заголовка From: и Date: формируются, как правило, автоматически, программными средствами. Помимо этих строк заголовка, послание может содержать и другие, например:Id: уникальный идентификатор послания, присвоенный ему почтовой машиной;To: обычно адрес абонента, которому вы отвечаете на присланное вам письмо.

Всех пользователей можно классифицировать следующим образом:

Рис. 2 - Классификация пользователей ЛВС

Анализ и выбор организации ресурсов сети

Сеть - это соединение между двумя или более компьютерами, позволяющее им разделять ресурсы (предоставлять ресурсы в совместное использование).

Существует три вида сетей по способу разделения ресурсов:

одноранговые сети;

сети с выделенным сервером;

смешанные сети (используют как одноранговые сети, так и сети с выделенным сервером).

В одноранговых сетях все компьютеры пользователей являются абсолютно равноправными и могут выступать как в роли клиентов, так и в роли сервера. Каждый пользователь одноранговой сети является администратором собственного компьютера, управляя доступом к собственным сетевым ресурсам. Одноранговые сети не имеют ни централизованной системы управления ресурсами, ни единой системы безопасности. Основным преимуществом одноранговых сетей является их отказоустойчивость к сбоям. Благодаря децентрализации вычислительного процесса при отказе отдельно взятой ЭВМ остальная часть сети остаётся работоспособной в отличии от сетей на основе выделенного сервера.

Таким образом, к главным недостаткам таких сетей можно отнести хаос в организации сетевого доступа к ресурсам и отсутствие централизованной системы безопасности. Одноранговые сети имеет смысл развертывать только для небольших рабочих групп, в которые входят не более 10 компьютеров. К преимуществам одноранговых сетей относят простоту в развертывании, дешевизну, т.к. не нужно тратить деньги на приобретение сервера, и ненужность должности сетевого администратора.

Можно сделать вывод, что в данном задании использовать одноранговую сеть нецелесообразно, т.к. используются выделенные сервера.

Сети с выделенным сервером используют принцип централизованного хранения и управления общей информацией сети. Эти функции и выполняют серверы каталога. Для создания сети с выделенным сервером требуется устанавливать компьютеры-серверы, служащие для обработки запросов пользователей на регистрацию в сети. Эти же серверы управляют системой безопасности сети, при помощи политики безопасности, списков контроля доступа для ресурсов сети, различных схем аутентификации пользователей и шифрования сетевого трафика.

Сети с выделенным сервером хорошо масштабируются и могут обслуживать от единиц до десятков тысяч пользователей и географически распределенных ресурсов.

Итак, главные преимущества сетей с выделенным сервером -реализуемая система безопасности сети, масштабируемость и простота доступа пользователей к сетевым ресурсам (пользователи вводят только один пароль при регистрации в сети и получают доступ ко всем необходимым ресурсам).

Наличие в организации ресурсов, которые обязаны располагаться только на серверах, уже определяет в значительной мере выбор сети с выделенными серверами. К тому же условия выбора сети с выделенным сервером соответствуют условиям функционирования и требованиям, предъявляемым к будущей сети. В заданных условиях организация сети с выделенным сервером предпочтительнее организации одноранговой сети.

Метод доступа CSMA/CD

В сетях Ethernet используется метод доступа к среде передачи данных, называемый методом коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий (carrier-sense-multiply-access with collision detection, CSMA/CD).

Этот метод используется исключительно в сетях с общей шиной (к которым относятся и радиосети, породившие этот метод). Все компьютеры такой сети имеют непосредственный доступ к общей шине, поэтому она может быть использована для передачи данных между любыми двумя узлами сети. Простота схемы подключения - это один из факторов, определивших успех стандарта Ethernet. Говорят, что кабель, к которому подключены все станции, работает в режиме коллективного доступа (multiply-access,MA).

Все данные, передаваемые по сети, помещаются в кадры определенной структуры и снабжаются уникальным адресом станции назначения. Затем кадр передается по кабелю. Все станции, подключенные к кабелю, могут распознать факт передачи кадра, и та станция, которая узнает собственный адрес в заголовках кадра, записывает его содержимое в свой внутренний буфер, обрабатывает полученные данные и посылает по кабелю кадр-ответ. Адрес станции-источника также включен в исходный кадр, поэтому станция-получатель знает, кому нужно послать ответ.

При описанном подходе возможна ситуация, когда две станции одновременно пытаются передать кадр данных по общему кабелю (рис. 1). Для уменьшения вероятности этой ситуации непосредственно перед отправкой кадра передающая станция слушает кабель (то есть принимает и анализирует возникающие на нем электрические сигналы), чтобы обнаружить, не передается ли уже по кабелю кадр данных от другой станции. Если опознается несущая (carrier-sense, CS), то станция откладывает передачу своего кадра до окончания чужой передачи, и только потом пытается вновь его передать. Но даже при таком алгоритме две станции одновременно могут решить, что по шине в данный момент времени нет передачи, и начать одновременно передавать свои кадры. Говорят, что при этом происходит коллизия, так как содержимое обоих кадров сталкивается на общем кабеле, что приводит к искажению информации.

Чтобы корректно обработать коллизию, все станции одновременно наблюдают за возникающими на кабеле сигналами. Если передаваемые и наблюдаемые сигналы отличаются, то фиксируется обнаружение коллизии (collision detection, CD). Для увеличения вероятности немедленного обнаружения коллизии всеми станциями сети, ситуация коллизии усиливается посылкой в сеть станциями, начавшими передачу своих кадров, специальной последовательности битов, называемой jam-последовательностью.

После обнаружения коллизии передающая станция обязана прекратить передачу и ожидать в течение короткого случайного интервала времени, а затем может снова сделать попытку передачи кадра.

Из описания метода доступа видно, что он носит вероятностный характер, и вероятность успешного получения в свое распоряжение общей среды зависит от загруженности сети, то есть от интенсивности возникновения в станциях потребности передачи кадров. При разработке этого метода предполагалось, что скорость передачи данных в 10 Мб/с очень высока по сравнению с потребностями компьютеров во взаимном обмене данными, поэтому загрузка сети будет всегда небольшой. Это предположение остается справедливым и по сей день, однако уже появились приложения, работающие в реальном масштабе времени с мультимедийной информацией, для которых требуются гораздо более высокие скорости передачи данных. Поэтому наряду с классическим Ethernet'ом растет потребность и в новых высокоскоростных технологиях.

Метод CSMA/CD определяет основные временные и логические соотношения, гарантирующие корректную работу всех станций в сети:

Между двумя последовательно передаваемыми по общей шине кадрами информации должна выдерживаться пауза в 9.6 мкс; эта пауза нужна для приведения в исходное состояние сетевых адаптеров узлов, а также для предотвращения монопольного захвата среды передачи данных одной станцией.

При обнаружении коллизии (условия ее обнаружения зависят от применяемой физической среды) станция выдает в среду специальную 32-х битную последовательность (jam-последовательность), усиливающую явление коллизии для более надежного распознавания ее всеми узлами сети.

После обнаружения коллизии каждый узел, который передавал кадр и столкнулся с коллизией, после некоторой задержки пытается повторно передать свой кадр. Узел делает максимально 16 попыток передачи этого кадра информации, после чего отказывается от его передачи. Величина задержки выбирается как равномерно распределенное случайное число из интервала, длина которого экспоненциально увеличивается с каждой попыткой. Такой алгоритм выбора величины задержки снижает вероятность коллизий и уменьшает интенсивность выдачи кадров в сеть при ее высокой загрузке.

Рис. 3 - Схема возникновения коллизии в методе случайного доступа CSMA/CD (tp - задержка распространения сигнала между станциями A и B)

Четкое распознавание коллизий всеми станциями сети является необходимым условием корректной работы сети Ethernet. Если какая-либо передающая станция не распознает коллизию и решит, что кадр данных ею передан верно, то этот кадр данных будет утерян, так как информация кадра исказится из-за наложения сигналов при коллизии, он будет отбракован принимающей станцией (скорее всего из-за несовпадения контрольной суммы). Конечно, скорее всего искаженная информация будет повторно передана каким-либо протоколом верхнего уровня, например, транспортным или прикладным, работающим с установлением соединения и нумерацией своих сообщений. Но повторная передача сообщения протоколами верхних уровней произойдет через гораздо более длительный интервал времени (десятки секунд) по сравнению с микросекундными интервалами, которыми оперирует протокол Ethernet. Поэтому, если коллизии не будут надежно распознаваться узлами сети Ethernet, то это приведет к заметному снижению полезной пропускной способности данной сети.

Все параметры протокола Ethernet подобраны таким образом, чтобы при нормальной работе узлов сети коллизии всегда четко распознавались. Именно для этого минимальная длина поля данных кадра должна быть не менее 46 байт (что вместе со служебными полями дает минимальную длину кадра в 72 байта или 576 бит). Длина кабельной системы выбирается таким образом, чтобы за время передачи кадра минимальной длины сигнал коллизии успел бы распространиться до самого дальнего узла сети. Поэтому для скорости передачи данных 10 Мб/с, используемой в стандартах Ethernet, максимальное расстояние между двумя любыми узлами сети не должно превышать 2500 метров.

С увеличением скорости передачи кадров, что имеет место в новых стандартах, базирующихся на том же методе доступа CSMA/CD, например, Fast Ethernet, максимальная длина сети уменьшается пропорционально увеличению скорости передачи. В стандарте Fast Ethernet она составляет 210 м, а в гигабитном Ethernet ограничена 25 метрами.

Независимо от реализации физической среды, все сети Ethernet должны удовлетворять двум ограничениям, связанным с методом доступа:

максимальное расстояние между двумя любыми узлами не должно превышать 2500 м,

в сети не должно быть более 1024 узлов.

Кроме того, каждый вариант физической среды добавляет к этим ограничениям свои ограничения, которые также должны выполняться.

Уточним основные параметры операций передачи и приема кадров Ethernet, кратко описанные выше.

Станция, которая хочет передать кадр, должна сначала с помощью MAC-узла упаковать данные в кадр соответствующего формата. Затем для предотвращения смешения сигналов с сигналами другой передающей станции, MAC-узел должен прослушивать электрические сигналы на кабеле и в случае обнаружения несущей частоты 10 МГц отложить передачу своего кадра. После окончания передачи по кабелю станция должна выждать небольшую дополнительную паузу, называемую межкадровым интервалом (interframe gap), что позволяет узлу назначения принять и обработать передаваемый кадр, и после этого начать передачу своего кадра.

Одновременно с передачей битов кадра приемно-передающее устройство узла следит за принимаемыми по общему кабелю битами, чтобы вовремя обнаружить коллизию. Если коллизия не обнаружена, то передается весь кадр, после чего МАС-уровень узла готов принять кадр из сети либо от LLC-уровня.

Если же фиксируется коллизия, то MAC-узел прекращает передачу кадра и посылает jam-последовательность, усиливающую состояние коллизии. После посылки в сеть jam-последовательности MAC-узел делает случайную паузу и повторно пытается передать свой кадр.

В случае повторных коллизий существует максимально возможное число попыток повторной передачи кадра (attempt limit), которое равно 16. При достижении этого предела фиксируется ошибка передачи кадра, сообщение о которой передается протоколу верхнего уровня.

Для того, чтобы уменьшить интенсивность коллизий, каждый MAC-узел с каждой новой попыткой случайным образом увеличивает длительность паузы между попытками. Временное расписание длительности паузы определяется на основе усеченного двоичного экспоненциального алгоритма отсрочки (truncated binary exponential backoff). Пауза всегда составляет целое число так называемых интервалов отсрочки.

Интервал отсрочки (slot time) - это время, в течение которого станция гарантированно может узнать, что в сети нет коллизии. Это время тесно связано с другим важным временным параметром сети - окном коллизий (collision window). Окно коллизий равно времени двукратного прохождения сигнала между самыми удаленными узлами сети - наихудшему случаю задержки, при которой станция еще может обнаружить, что произошла коллизия. Интервал отсрочки выбирается равным величине окна коллизий плюс некоторая дополнительная величина задержки для гарантии:

интервал отсрочки = окно коллизий + дополнительная задержка

В стандартах 802.3 большинство временных интервалов измеряется в количестве межбитовых интервалов, величина которых для битовой скорости 10 Мб/с составляет 0.1 мкс и равна времени передачи одного бита.

Величина интервала отсрочки в стандарте 802.3 определена равной 512 битовым интервалам, и эта величина рассчитана для максимальной длины коаксиального кабеля в 2.5 км. Величина 512 определяет и минимальную длину кадра в 64 байта, так как при кадрах меньшей длины станция может передать кадр и не успеть заметить факт возникновения коллизии из-за того, что искаженные коллизией сигналы дойдут до станции в наихудшем случае после завершения передачи. Такой кадр будет просто потерян.

Время паузы после N-ой коллизии полагается равным L интервалам отсрочки, где L - случайное целое число, равномерно распределенное в диапазоне [0, 2N]. Величина диапазона растет только до 10 попытки (напомним, что их не может быть больше 16), а далее диапазон остается равным [0, 210], то есть [0, 1024]. Значения основных параметров процедуры передачи кадра стандарта 802.3 приведено в таблице 2.

Таблица 2

Учитывая приведенные параметры, нетрудно рассчитать максимальную производительность сегмента Ethernet в таких единицах, как число переданных пакетов минимальной длины в секунду (packets-per-second, pps). Количество обрабатываемых пакетов Ethernet в секунду часто используется при указании внутренней производительности мостов и маршрутизаторов, вносящих дополнительные задержки при обмене между узлами. Поэтому интересно знать чистую максимальную производительность сегмента Ethernet в идеальном случае, когда на кабеле нет коллизий и нет дополнительных задержек, вносимых мостами и маршрутизаторами.

Так как размер пакета минимальной длины вместе с преамбулой составляет 64+8 = 72 байта или 576 битов, то на его передачу затрачивается 57.6 мкс. Прибавив межкадровый интервал в 9.6 мкс, получаем, что период следования минимальных пакетов равен 67.2 мкс. Это соответствует максимально возможной пропускной способности сегмента Ethernet в 14880 п/с.

Выбор: Сеть с выделенным сервером

Определение функций серверов

Организация будет иметь в наличии 3 сервера. Основные функции, которые должны реализовывать серверы:

Один из серверов, называемый в дальнейшем DataBase-сервер, будет хранить базу данных о клиентах организации и рабочие БД.

Сервер на основе MySQL - свободной системы управления базами данных (СУБД). характеризуется большой скоростью, устойчивостью и лёгкостью в использовании, является решением для малых и средних приложений. Наряду с Oracle Database это одна из самых быстрых СУБД на сегодняшний день. Распространение СУБД MySQL на основе GPL и высокая скорость обработки запросов привело к тому, что эта база данных стала стандартом де-факто в услугах сетевого хостинга. Обычно MySQL используется в качестве сервера, к которому обращаются локальные или удалённые клиенты, однако в дистрибутив входит библиотека внутреннего сервера, позволяющая включать MySQL в автономные программы.

Гибкость СУБД MySQL обеспечивается поддержкой большого типа таблиц: пользователи могут выбрать как сверхбыстрые таблицы типа MyISAM, поддерживающие полнотекстовый поиск, так и более медленные, но чрезвычайно устойчивые таблицы InnoDB, поддерживающие транзакции на уровне отдельных записей. Более того, СУБД MySQL поставляется со специальным типом таблиц EXAMPLE, демонстрирующем принципы создания новых типов таблиц. Благодаря открытой архитектуре и GPL лицензированию в СУБД MySQL постоянно появляются новые типы таблиц. Другой сервер, называемый в дальнейшем FileServer, будет использоваться в качестве сервера, на котором будет располагаться файловый архив, т.е. готовое программное обеспечение. Дополнительные функции, возлагаемые на сервер: сервер телеконференций UseNet.

Tonido - программа-сервер, позволяющая осуществлять удаленный доступ к компьютеру через веб-браузер, смартфон <#"599901.files/image003.gif">

Рис. 4

Концепция топологии сети в виде звезды пришла из области больших ЭВМ, в которой головная машина получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Этот принцип применяется в системах передачи данных, например, в электронной почте RELCOM. Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел вычислительной сети. Пропускная способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Кабельное соединение довольно простое, так как каждая рабочая станция связана с узлом. Затраты на прокладку кабелей высокие, особенно когда центральный узел географически расположен не в центре топологии. При расширении вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельные связи: к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабель из центра сети. Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другой невысокая по сравнению с достигаемой в других топологиях.

Производительность вычислительной сети в первую очередь зависит от мощности центрального файлового сервера. В случае выхода из строя центрального узла нарушается работа всей сети. Центральный узел управления - файловый сервер может реализовать оптимальный механизм защиты против несанкционированного доступа к информации. Вся вычислительная сеть может управляться из ее центра.

Кольцо

Рис. 5

При кольцевой топологии сети рабочие станции связаны одна с другой по кругу, т. е. рабочая станция 1 с рабочей станцией 2, рабочая станция 3 с рабочей станцией 4 и т. д. Последняя рабочая станция связана с первой. Коммуникационная связь замыкается в кольцо. Прокладка кабелей от одной рабочей станции до другой может быть довольно сложной и дорогостоящей, особенно если географически рабочие станции расположены далеко от кольца (например, в линию). Сообщения циркулируют регулярно по кругу. Рабочая станция посылает по определенному конечному адресу информацию, предварительно получив из кольца запрос. Пересылка сообщений является очень эффективной, так как большинство сообщений можно отправлять "в дорогу" по кабельной системе одно за другим. Очень просто можно сделать кольцевой запрос на все станции. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в вычислительную сеть. Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть парализуется. Неисправности в кабельных соединениях локализуются легко. Подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, так как во время установки кольцо должно быть разомкнуто. Ограничения на протяженность вычислительной сети не существует, так как оно, в конечном счете, определяется исключительно расстоянием между двумя рабочими станциями.

Шина

Рис. 6

Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети. Рабочие станции в любое время, без прерывания работы всей вычислительной сети, могут быть подключены к ней или отключены. Функционирование вычислительной сети не зависит от состояния отдельной рабочей станции. В стандартной ситуации для шинной сети Ethernet часто используют тонкий кабель или Cheapernet - кабель с тройниковым соединителем. Выключение и особенно подключение к такой сети требуют разрыва шины, что вызывает нарушение циркулирующего потока информации и зависание системы. Новые технологии предлагают пассивные штепсельные коробки, через которые можно отключать и / или включать рабочие станции во время работы вычислительной сети. Благодаря тому, что рабочие станции можно включать без прерывания сетевых процессов и коммуникационной среды, очень легко прослушивать информацию, т.е. ответвлять информацию из коммуникационной среды. В ЛВС с прямой (не модулируемой) передачей информации всегда может существовать только одна станция, передающая информацию. Для предотвращения коллизий в большинстве случаев применяется временной метод разделения, согласно которому для каждой подключенной рабочей станции в определенные моменты времени предоставляется исключительное право на использование канала передачи данных. Поэтому требования к пропускной способности вычислительной сети при повышенной нагрузке снижаются, например, при вводе новых рабочих станций. В ЛВС с модулированной широкополосной передачей информации различные рабочие станции получают, по мере надобности, частоту, на которой эти рабочие станции могут отправлять и получать информацию. Пересылаемые данные модулируются на соответствующих несущих частотах, т. е. между средой передачи информации и рабочими станциями находятся соответственно модемы для модуляции и демодуляции. Техника широкополосных сообщений позволяет одновременно транспортировать в коммуникационной среде довольно большой объем информации. Для дальнейшего развития дискретной транспортировки данных не играет роли, какая первоначальная информация подана в модем (аналоговая или цифровая), так как она все равно в дальнейшем будет преобразована.

Ячеистая

Рис. 7

На ряду с известными топологиями вычислительных сетей кольцо, звезда и шина, на практике применяется и комбинированная, на пример древовидна структура. Она образуется в основном в виде комбинаций вышеназванных топологий вычислительных сетей. Основание дерева вычислительной сети располагается в точке (корень), в которой собираются коммуникационные линии информации (ветви дерева).Вычислительные сети с древовидной структурой применяются там, где невозможно непосредственное применение базовых сетевых структур в чистом виде.

Выбор: Звезда

Выбор сетевой технологии

В проекте IEEE 802.3u определены стандарты по определению физического и канального уровней сетей.

Самой характерной чертой Ethernet является метод доступа к среде передачи - CSMA/CD (carrier-sense multiple access/collision detection) -множественный доступ с обнаружением несущей. Перед началом передачи данных сетевой адаптер Ethernet "прослушивает" сеть, чтобы удостовериться, что никто больше ее не использует. Если среда передачи в данный момент кем-то используется, адаптер задерживает передачу, если же нет, то начинает передавать. В том случае, когда два адаптера, предварительно прослушав сетевой трафик и обнаружив "тишину", начинают передачу одновременно, происходит коллизия. При обнаружении адаптером коллизии обе передачи прерываются, и адаптеры повторяют передачу спустя некоторое случайное время (естественно, предварительно опять прослушав канал на предмет занятости). Для приема информации адаптер должен принимать все пакеты в сети, чтобы определить, не он ли является адресатом.

Различные реализации - Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet -обеспечивают пропускную способность соответственно 10, 100 и 1000 Мбит/с.

Основной недостаток сетей Ethernet обусловлен методом доступа к среде передачи: при наличии в сети большого количества одновременно передающих станций растет количество коллизий, а пропускная способность сети падает. В экстремальных случаях скорость передачи в сети может упасть до нуля. Но даже в сети, где средняя нагрузка не превышает максимально допустимую рекомендованную (30-40% от общей полосы пропускания), скорость передачи составляет 70-80% от номинальной. В некоторой степени этот недостаток может быть устранен применением коммутаторов (switch) вместо концентраторов (hub). При этом трафик между портами, подключенными к передающему и принимающему сетевым адаптерам, изолируется от других портов и адаптеров. Весьма существенным преимуществом различных вариантов Ethernet является обратная совместимость, которая позволяет использовать их совместно в одной сети, в ряде случаев даже не изменяя существующую кабельную систему.RingRing является сетью с передачей маркера. Кабельная топология - звезда или кольцо, но логически данные всегда передаются последовательно от станции к станции по кольцу. При этом способе организации передачи информации по сети циркулирует небольшой блок данных - маркер. Каждая станция принимает маркер и может удерживать его в течении определенного времени. Если станции нет необходимости передавать информацию, она просто передает маркер следующей станции. Если станция начинает передачу, она модифицирует маркер, который преобразовывается в последовательность "начало блока данных", после которого следует собственно передаваемая информация. На время прохождения данных маркер в сети отсутствует, таким образом остальные станции не имеют возможности передачи и коллизии невозможны в принципе. При прохождении станции назначения информация принимается, но продолжает передаваться, пока не достигнет станции-отправителя, где удаляется окончательно. Для обработки возможных ошибок, в результате которых маркер может быть утерян, в сети Присутствует станция с особыми полномочиями, которая может удалять информацию, отправитель которой не может удалить ее самостоятельно, а также восстанавливать маркер. Поскольку для Token Ring всегда можно заранее рассчитать максимальную задержку доступа к среде для передачи информации, она может применяться в различных автоматизированных системах управления, производящих обработку информации и управление процессами в реальном времени. Для сохранения работоспособности сети при возникновении неисправностей предусмотрены специальные алгоритмы, позволяющие в ряде случаев изолировать неисправные участки путем автоматической реконфигурации. Скорость передачи, описанная в IEEE 802.5, составляет 4 Мбит/с, однако существует также реализация 16 Мбит/с, разработанная в результате развития технологии Token Ring.Resourse Computing Network (ARCnet) - сетевая архитектура, разработанная компанией Datapoint в середине 70-х годов.В качестве стандарта IEEE ARCnet принят не был, но частично соответствует IEEE 802.4. Сеть с передачей маркера. Топология - звезда или шина. В качестве среды передачи ARCnet может использовать коаксиальный кабель, витую пару и оптоволоконный кабель. На местной почве, естественно, были популярны варианты на коаксиале и витой паре. Закрепить свои позиции этому недорогому стандарту помешало малое быстродействие - всего-то 2,5 Мбит/с. В начале 90-х Datapoint разработала ARCNETPLUS, со скоростью передачи до 20 Мбит/с, обратно совместимый с ARCnet. Но время было упущено -чересчур медленный ARCnet к тому времени мало где выжил, а в спину новому ARCNETPLUS уже дышал Fast Ethernet. Но есть место для применения ARCnet и в современной сети. Допустимая длина коаксиального кабеля при топологии "звезда" - 610 м. Чем не вариант для соединения локальных сетей в двух рядом стоящих зданиях? Что называется - "дешевле не бывает". Проблемы две - найти старинные сетевые адаптеры и "прикрутить" старые драйвера к современной операционной системе.

FDDI

Была первой технологией локальных сетей, использовавшей в качестве среды передачи оптоволоконный кабель. Причинами, вызвавшими его разработку, были возрастающие требования к пропускной способности и надежности сетей. Этот стандарт оговаривает передачу данных по двойному кольцу оптоволоконного кабеля со скоростью 100 Мбит/с. При этом сеть может охватывать очень большие расстояния - до 100 км по периметру кольца. FDDI, также как и Token Ring, является сетью с передачей маркера. В FDDI разделяются 2 вида трафика - синхронный и асинхронный. Полоса пропускания, выделяемая для синхронного трафика, может выделяться станциям, которым необходима постоянная возможность передачи. Это очень ценное свойство при передаче чувствительной к задержкам информации - как правило, это передача голоса и видео. Полоса пропускания, выделяемая под асинхронный трафик, может распределяться между станциями с помощью восьмиуровневой системы приоритетов. Применение двух оптоволоконных колец позволяет существенно повысить надежность сети. В обычном режиме передача данных происходит по основному кольцу, вторичное кольцо не задействуется. При возникновении неисправности в основном кольце вторичное кольцо объединяется с основным, вновь образуя замкнутое кольцо. При множественных неисправностях сеть распадается на отдельные кольца. Высокая надежность, пропускная способность и допустимые расстояния, с одной стороны, и высокая стоимость оборудования, с другой, ограничивают область применения FDDI соединением фрагментов локальных сетей, построенных по более дешевым технологиям. Технология, основанная на принципах FDDI, но с применением в качестве среды передачи медной витой пары, называется CDDI. Хотя стоимость построения сети CDDI ниже, чем FDDI, теряется очень существенное преимущество - большие допустимые расстояния.

ATM

Американский национальный институт стандартов (ANSI) и Международный консультативный комитет по телефонии и телеграфии (CCITT, МККТТ) начинали разработку стандартов ATM (Asynchronous Transfer Mode - Асинхронный Режим Передачи) как набора рекомендаций для сети B-ISDN (Broadband Integrated Services Digital Network). При этом изначально преследовалась цель повышения эффективности использования телекоммуникационных соединений, возможность применения в локальных сетях не рассматривалась. Так как ATM, с одной стороны, весьма специфична и непохожа на другие технологии, а с другой стороны, получила достаточно широкое распространение (особенно за рубежом), она заслуживает отдельного, весьма обширного обзора. Сейчас попытаюсь отметить только основные черты.

В технологии ATM используются небольшие, фиксированной длины пакеты, называемые ячейками (cells). Размер ячейки - 53 байта (5 байт заголовок + 48 байт данные). В отличии от традиционных технологий, применяемых в локальных сетях, ATM - технология с установлением соединения. Т.е. перед сеансом передачи устанавливается виртуальный канал отправитель-получатель, который не может использоваться другими станциями. (В традиционных технологиях соединение не устанавливается, а в среду передачи помещаются пакеты с указанным адресом.) Несколько виртуальных каналов ATM могут одновременно сосуществовать в одном физическом канале. Для обеспечения взаимодействия устройств в ATM используются коммутаторы. При установлении соединения в таблицу коммутации заносятся номер порта и идентификатор соединения, который присутствует в заголовке каждой ячейки. В последствии коммутатор обрабатывает поступающие ячейки, основываясь на идентификаторах соединения в их заголовках. Технология ATM предоставляет возможность регламентировать для каждого соединения минимально достаточную пропускную способность, максимальную задержку и максимальную потерю данных, а также содержит методы для обеспечения управления трафиком и механизмы обеспечения определенного качества обслуживания. Это позволяет совмещать в одной сети несколько типов трафика в одной сети. Обычно выделяют 3 разновидности трафика - видео, голос, данные. Технология ATM отличается широкими возможностями масштабирования. В рамках применения ATM в локальных сетях интерес представляют варианты со скоростью передачи 25 (витая пара класса 3 и выше) и 155 Мбит/с (витая пара класса 5, оптоволокно), 622 Мбит/с (оптоволокно). Существующие стандарты ATM предусматривают скорости передачи вплоть до 2,4 Гбит/с.Ethernet

Технология Fast Ethernet во многом совпадает с традиционной технологией Ethernet, но быстрее ее в 10 раз. Fast Ethernet или 100BASE-T работает со скоростью 100 мегабит в секунду (Mbps) вместо 10 для традиционного варианта Ethernet. Технология 100BASE-T использует кадры того же формата и длины, как Ethernet и не требует изменения протоколов высших уровней, приложений или сетевых ОС на рабочих станциях. Вы можете маршрутизировать и коммутировать пакеты между сетями 10 Mbps и 100 Mbps без трансляции протоколов и связанных с ней задержек. Технология Fast Ethernet использует протокол CSMA/CD подуровня MAC для обеспечения доступа к среде передачи. Большинство современных сетей Ethernet построены на основе топологии "звезда", где концентратор является центром сети, а кабели от концентратора тянутся к каждому компьютеру. Такая же топология используется в сетях Fast Ethernet, хотя диаметр сети несколько меньше по причине более высокой скорости.

На рис. 8 показана структура уровней Fast Ethernet. Еще на стадии разработки стандарта 100Base-T комитет IEEE 802.3u определил, что не существует универсальной схемы кодирования сигнала, которая была бы идеальной для всех трех физических интерфейсов (TX, FX, T4). Если сравнивать со стандартом Ethernet, то там функцию кодирования (манчестерский код) выполняет уровень физической сигнализации PLS (рис.1), который находится выше среданезависимого интерфейса AUI. В стандарт Fast Ethernet функции кодирования выполняет подуровень кодирования PCS, размещенный ниже среданезависимого интерфейса MII. В результате этого, каждый трансивер должен использовать свой собственный набор схем кодирования, наилучшим образом подходящий для соответствующего физического интерфейса, например набор 4B/5B и NRZI для интерфейса 100Base-FX.

Рис. 8 - Структура уровней стандарта Fast Ethernet, МП интерфейс и трансивер Fast Ethernet

Интерфейс MII (medium independent interface) в стандарте Fast Ethernet является аналогом интерфейса AUI в стандарте Ethernet. MII интерфейс обеспечивает связь между подуровнями согласования и физического кодирования. Основное его назначение - упростить использование разных типов среды. MII интерфейс предполагает дальнейшее подключение трансивера Fast Ethernet. Для связи используется 40 контактный разъем. Максимальное расстояние по MII интерфейсному кабелю не должно превышать 0,5 м.

Если устройство имеет стандартные физические интерфейсы (например, RJ-45), то структура подуровней физического уровня может быть скрыта внутри микросхемы с большой интеграцией логики. Кроме того допустимы отклонения в протоколах промежуточных подуровней в едином устройстве, ставящие главной целью рост быстродействия.

Сравнение технологии FDDI c технологиями Ethernet и Token Ring

Таблица 3 - Характеристики технологий FDDI, Fast Ethernet, Token Ring

Выбор: Fast Ethernet

Выбор кабеля

Существует несколько различных типов кабелей, используемых в современных сетях. Их характеристики включают:

линейные размеры

цену

скорость передачи данных

минимальную и максимальную длину сегмента

лёгкость установки.

В интерфейсе среды UTP 100Base-TX применяются две пары проводов(4 для Gigabit Ethernet). Для минимизации перекрестных наводок и возможного искажения сигнала оставшиеся четыре провода не должны использоваться с целью передачи каких-либо сигналов. Сигналы передачи и приема для каждой пары являются поляризованными, причем один провод передает положительный (+), а второй - отрицательный (-) сигнал. Цветовая маркировка проводов кабеля и номера контактов разъема для сети 100Base-TX приведены в табл. 1. Хотя уровень PHY 100Base-TX разрабатывался после принятия стандарта ANSI TP-PMD, однако номера контактов разъема RJ 45 были изменены для согласования со схемой разводки, уже использующейся в стандарте 10Base-T. В стандарте ANSI TP-PMD контакты 7 и 9 применяются для приема данных, в то время как в стандартах 100Base-TX и 10Base-T для этого предназначены контакты 3 и 6. Такая разводка обеспечивает возможность использования адаптеров 100Base-TX вместо адаптеров 10 Base -Т и их подключения к тем же кабелям категории 5 без изменений разводки. В разъеме RJ 45 используемые пары проводов подключаются к контактам 1, 2 и 3, 6. Для правильного подключения проводов следует руководствоваться их цветовой маркировкой.

Описание кабелей

Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель описывается стандартом 10base-2, 10Base-5 и представляет собой структуру из медной жилы (волновода) покрытой вспененным диэлектриком (чаще всего поливинилхлоридом) поверх которого находится алюминиевой или лучше медный экран чаще всего снизу фальгированный. Экран выполняет двоякую роль, второго провода, а также экрана защищая волновод от внешнего ЭМИ. Внешняя часть экрана покрыта защитным диэлектриком.

Кабель типа "витая пара" (Twisted pair)

Витая пара описывается стандартом 10/100/1000Base-TX и представляет собой 4 пары скрученных между собой проводов, причем скручиваются пары с разным шагом во избежание паразитных наводок. Сверху кабель покрыт защитным диэлектриком. В современных сетях используется витая пара (4, 5, 5е, 6) категорий.

Неэкранированная витая пара (Unshielded Twisted Pair, UTP)представляет собой 4 пары скрученных проводов, сверху покрытых защитным диэлектриком.

Экранированная витая пара (Shielded Twisted Pair, STP)представляет собой 4 пары скрученных проводов, сверху покрытых фальгированным экраном, который в свою очередь защищён диэлектрической оплёткой.

Рис. 9 - Кабель витая пара

Оптоволоконный кабель (Fiber optic cable)

Представляет собой волновод из одной или нескольких мод, сверху зашлифован и покрыт жёстким винилхлоридом, усилен стальными стяжками по всей длине во избежание повреждений при укладке.

Таблица 4 - Сравнение типов кабеля

Выбор: UTP

Описания сетевых стандартов

Base-TX - две витые пары проводов. Передача осуществляется в соответствии со стандартом передачи данных в витой физической среде, разработанным ANSI (American National Standards Institute - Американский национальный институт стандартов). Витой кабель для передачи данных может быть экранированным, либо неэкранированным. Использует алгоритм кодирования данных 4В/5В и метод физического кодирования MLT-3.

Base-FX - две жилы, волоконно-оптического кабеля. Передача также осуществляется в соответствии со стандартом передачи данных в волоконно-оптической среде, которой разработан ANSI. Использует алгоритм кодирования данных 4В/5В и метод физического кодирования NRZI.

Спецификации 100Base-TX и 100Base-FX известны также как 100Base-X

Base-T4 - это особая спецификация, разработанная комитетом IEEE 802.3u. Согласно этой спецификации, передача данных осуществляется по четырем витым парам телефонного кабеля, который называют кабелем UTP категории 3. Использует алгоритм кодирования данных 8В/6Т и метод физического кодирования NRZI.

Дополнительно стандарт Fast Ethernet включает рекомендации по использованию кабеля экранированной витой пары категории 1, который является стандартным кабелем, традиционно использующимся в сетях Token Ring. Организация поддержки и рекомендации по использованию кабеля STP в сети Fast Ethernet предоставляют способ перехода на Fast Ethernet для покупателей, имеющих кабельную разводку STP.

Спецификация Fast Ethernet включает также механизм автосогласования, позволяющий порту узла автоматически настраиваться на скорость передачи данных - 10 или 100 Мбит/с. Этот механизм основан на обмене рядом пакетов с портом концентратора или переключателя.

Среда 100Base-TX

В качестве среды передачи 100Base-TX применяются две витые пары, причем одна пара используется для передачи данных, а вторая - для их приема. Поскольку спецификация ANSI ТР - PMD содержит описания как экранированных, так и неэкранированных витых пар, то спецификация 100Base-TX включает поддержку как неэкранированных, так и экранированных витых пар типа 1 и 7.

Таблица 5 - Более старые сетевые стандарты

Разработка структурной схемы ЛВС

Рис. 10 - VPN маршрутизатор LevelOne FBR-1411TX

Практически на любом предприятии или в небольшой организации есть ресурсы, которые должны быть доступны из внешней сети и ресурсы, доступ к которым извне недопустим. Общедоступные ресурсы могут отказаться работать через брэндмауэры, и таким приложениям, как сервер видеоконференций, почтовый сервер или web-сервер приходится давать открытый доступ в глобальную сеть. В случае, если подобный сервер находится в основной локальной сети, его взлом влечёт за собой получение доступа к машинам, расположенным во всей внутренней сети. Поэтому для обеспечения дополнительной безопасности для общедоступных серверов создаётся отдельная зона, DMZ (Demilitarized Zone). В этой зоне изолируются компьютеры, имеющие прямое соединение с интернетом от компьютеров внутренней сети. Выглядит это так, словно компьютеры в DMZ находятся до брэндмауэра. Для использования зоны DMZ необходимо общедоступные компьютеры подключать к маршрутизатору, имеющему DMZ порт.

Выделение общедоступных компьютеров в отдельную зону имеет ещё одно преимущество - экономия внутрисетевого траффика. Но случается, что общедоступный компьютер должен получить доступ, например, к базе данных, располагающейся на сервере внутренней сети. В этом случае администратор может в настройках роутера указать ограничения связи между внутренней сетью и DMZ зоной на основе запрашиваемых портов, IP-адресов и т.д.

Для защиты внутренней сети используется аппаратный межсетевой экран с проверкой содержимого пакетов данных, SPI (Stateful Packet Inspection). Он является наиболее надёжным средством защиты компьютеров компании от атак извне, так как позволяет избежать проникновения в вашу сеть пакетов, содержащих вредоносные коды.

Фильтрация доменов - обычная функция для роутера, снабжённого брэндмауэром, в модели FBR-1411TX позволяет вести лог доступа к избранным ресурсам. Например, вы можете запретить в настройках какой-нибудь сайт вроде ebay.com и роутер будет записывать, с каких компьютеров в вашей сети пытались выйти на этот сайт. Удобно, чтобы устраивать нагоняй в конце рабочей недели. Так же можно блокировать целый ряд URL-ов по ключевому слову. Например, все адреса, содержащие слова "sex", "erotica" и "mp3". роутер Level One FBR-1411TX выполнен в том же форм-факторе, что и большинство сетевого оборудования для офисов от этой немецкой компании. Красивый дизайн, стандартные размеры и прямоугольная форма легко позволят установить друг на друга несколько роутеров, коммутатор и, скажем, точку доступа.

На лицевой панели, спереди, установлены индикаторы соединения и активности на каждый из портов, в том числе на WAN и на DMZ, а так же индикатор питания и статуса маршрутизатора.

С обратной стороны в ряд установлены четыре RJ45 порта для внутренней сети, WAN порт для подсоединения к локальной сети (ADSL модему или другому роутеру) и DMZ порт. Каждый из портов может использоваться для соединения с коммутатором или другим роутером для агрегатирования устройств, так как поддерживает Auto MDI/MDIX. Питается маршрутизатор от внешнего БП, подключаемого в гнездо с правой стороны корпуса.

Конфигурация

Настройка маршрутизатора осуществляется через удобный Web-интерфейс с любого браузера, совместимого с Internet Explorer. В маршрутизаторе предусмотрен мастер настройки, который поможет быстро установить основные параметры устройства для обеспечения работы сети "здесь и сейчас". Более углублённо настроить правила маршрутизации, ограничения по доступу, запись логов, внутренний MAC-адрес, установки серверов и т.д, администратор сможет, руководствуясь электронным мануалом, в котором каждый пункт конфигурации рассматривается на понятных примерах

VNP маршрутизатор Level One FBR-1411TX - явный пример того, как одно устройство может обеспечить работу небольшой офисной сети, с выделением безопасных VPN каналов для связи с партнёрами, обеспечения свободного доступа к онлайн-ресурсам для клиентов и защиты внутренней сети от недоброжелателей с помощью встроенного брэндмауэра. Развитие технологий производства приводит к тому, что сегодня FBR-1411TX стоит всего около 115$. Для небольшого интернет-магазина, или офиса частного предпринимателя это не много, а безопасная, хорошо настроенная сеть, без лишних ограничений, но защищённая от недоброжелателей, стоит ничуть не меньше, чем конфиденциальная информация, хранящаяся в этой сети.

Основной сервер Meijin Intel Xeon E5-2609 16G 1.2T SAS

Рис. 11 - Meijin Intel Xeon E5-2609 16G 1.2T SAS

Предназначен для хранения большого объема информации и обеспечения быстрой операции запись- чтение за счет использования скоростных дисков. Основные преимущества включения в IT структуру предприятия файл-сервера - высокая надежность хранения информации, управление правами доступа, низкая стоимость владения.

Сервер на базе четырехядерного процессора Intel Xeon E5-2609 (ядро Sandy Bridge-EP), частота процессора 2.40ГГц и платформы Supermicro SM5017R-MTF, выполненный в корпусе 1U Rackmount, на основе системной платы Super X9SRi-F на чипсете Intel C602 chipset и Raid-контроллера LSI MegaRAID SAS 9211-4i, с поддержкой Raid 0, 1, 1E, 10.

Сервер оснащен 16ГБ DDR3 буферизованной оперативной памяти с коррекцией ошибок(есть возможность увеличения памяти до 256ГБ). В качестве дисковой подсистемы используются быстродейтвующие жесткие диски с интерфейсом SAS (сервер имеет 4 корзины для SAS/SATA жестких дисков с возможностью горячей замены).

Две встроенные гигабитные сетевые карты позволяют подключать сервер в локальные сети. Предназначен для использования в качестве файл-сервера. Примерный вес брутто 40,00 кг.

Источник бесперебойного питания для терминалов:

Рис. 12 - Источник бесперебойного питания для терминалов UPS: MUSTEK PowerMust 600 USB (600VA) (98-0CD-U0610)

Линейно-интерактивные источники мощностью 400VA и 600VA. Компактный дизайн и небольшой вес - прекрасно разместятся на любом рабочем столе.

Особенности

Источник бесперебойного питания

Линейно интерактивный / AVR (автоматическое регулирование напряжения)

Функция отключения

Кабель RS-232 для соединения с ПК

Гнездо телефонной линии для защиты модема и телефонной линии

Защита от скачков, перегрузок напряжения и короткого замыкания

Технические характеристики

Мощность: 600VA\360W

Диапазон входного напряжения: 85-145V; 160-290V

Время переключения: менее 3 мс

Время резервирования: 400USB : 200VA - 8 мин, 300VA ~ 3 мин, 400VA ~ 1 мин ; 600USB : 200VA - 15 мин, 300VA - 8 мин, 400VA ~ 5 мин, 600VA ~ 1 мин;

Время заряда батареи: 3-8 ч

Особенности: Световой индикатор, звуковое сопровождение

Интерфейсы: RS-232, USB

Габариты: 100 x 330 x 140 мм

Масса: 6 кг

Источник бесперебойного питания для серверов:

Рис. 13 - Источник бесперебойного питания для серверов General Electric MATCH 3000

Краткое описание модели General Electric MATCH 3000, технические характеристики, применение.

ИБП серии MATCH производства GE Consumer & Industrial представляют собой не дорогие интеллектуальные линейно-интерактивные устройства повышенной надежности, предназначенные для защиты критичной нагрузки. Все ИБП серии MATCH управляются микропроцессорами и снабжены стандартным интерфейсом RS232. ИБП серии MATCH широко используются в ИТ при работе с компьютерными сетями и телекоммуникациями

Назначение

Источник бесперебойного питания General Electric MATCH 3000 Компьютеры и периферийное оборудование

Серверы и сетевое оборудование

Телекоммуникационное и связное оборудование

Офисная техника, кассовые аппараты, факсимильное оборудование, модемы, ISDN адаптеры

Бытовая техника

Системы охраны и пожарной сигнализации

Системы отопления

Оборудование транспортных сетей с систем управления

Автоматическая регулировка напряжения

Превосходная защита от высокого напряжения- до 350В • Низкое потребление энергии

Практически синусоидальное выходное напряжение обуславливает отсутствие пиковых токов, способных вызвать повреждение электронных приборов и батарей.

Автоматическое тестирование аккумуляторов

Автоматический ускоренный (в течение двух часов) заряд батарей

Поддержание низкой температуры батарей

Технические характеристики General Electric MATCH 3000

Выходная мощность, ВА / Вт 3000/2100

" модели +

Диапозон входного напряжения при 70% нагрузке, В 140-305

Диапозон входной частоты, Гц 50 / 60 +/- 5% (47,5-63)

Входное напряжение, В 230 +/- 2% (при работе от батарей)

Выходная частота. Гц 50 или 60 (автоматическое определение)

Аккумуляторные батареи. В / Ач 48 В/14 Ач

Время автономии при 75% нагрузке. мин 8

Количество выходных розеток (IEC 320) 7/9

Тип корпуса С+С/E

Уровень шума. дБ (А) 35-45

Размеры и вес:

Корпус: (В х Ш х Г) B : 225 х 187 х 485 мм

Корпус: (В х Ш х Г) D : 267 (3HU) х 450(19") х 440 мм

Вес, включая батареи, кг 20,1+26,5/57

Оборудование и комплектация:

Разъем для внешней батареи

ИБП не комплектуется батареями

Дополнительные технические характеристики

Увеличение времени автономии достигается использованием большего количества кабинетов

Battery pack for Match 3000 48V/14Ah автономность 5 мин. - 326 у.е.on rack for Match 3000 48V/50Ah автономность 35 мин.on rack for Match 3000 48V/75Ah автономность 55 мин.on rack for Match 3000 48V/100Ah автономность 75 мин.

Срок службы АКБ 10 лет

Ручной байпас

Увеличенное время автономной работы

Релейная картакарта • Выносное устройство тревожной сигнализации

Разветвитель релейного интерфейса

Набор интерфейсов

Структурная схема

Рис. 14 - Структурная схема ЛВС

Резервирование и архивирование данных

Зачем нужно сжатие файлов?

Очень часто, плутая по виртуальным просторам Интернета в поисках необходимой информации, вы будете находить нужные сведения в не совсем нужном вам виде. Чаще всего это случается с теми, кто посещает сайты с коллекциями рефератов, различного рода файловые архивы или FTP - архивы. Файлы в таких местах хранятся в сжатом виде. Это значит, что найдя ссылку на интересующий вас файл и загрузив его себе на диск, вы не можете немедленно им воспользоваться. Вместо файла с расширением.doc или.txt, если это документ, или.exe, если это программа, вы обнаруживаете, что сохранили файл с расширением.zip,.rar,.tar.gz или.arj. Файлы с этими расширениями представляют собой сжатые, компрессированные файлы, или файлы архивов. Что такое файлы архивов? Самое ценное, что есть у владельца персонального компьютера - это дисковое пространство. Самое ценное, что есть у человека, подключенного к Сети - это время подключения (поскольку оплата почти повсеместно повременная). И то, и другое самым непосредственным образом связано с размерами файлов, хранимых или принимаемых из Интернета, и с их количеством. Программы-архиваторы выполняют в этом смысле очень полезную функцию: они могут значительно уменьшить размер файла, сжимая по специальной технологии его содержимое без потери информации, и могут собрать любое количество файлов в единый файл-архив. Вот именно эти файлы-архивы с расширениями.zip,.rar,.tar.gz или.arj вы и принимаете из Сети (или находите на полукустарных CD-дисках с рефератами и подборками программ). Давайте представим себе гипотетическую ситуацию: вы подбирали материал для курсовой работы, диплома, или книги. Этот материал, собранный в нескольких папках, представляет собой окрошку из нескольких сотен мелких текстовых файлов. Да еще текст самой работы - большой текстовый файл или файл документа. Работа закончена и сдана, уничтожать собранный материал жалко, но и хранить его тоже жалко - жесткий диск не резиновый, и порой десяток мегабайт - это много. Какую пользу вы получаете, создав из этого материала файл-архив в одном из вышеуказанных форматов? Кроме того, что каждый из файлов, будучи сжат, уменьшится в размере от полутора до нескольких раз, вы еще получите экономию места на диске, связанную с неэффективностью размещения мелких файлов в файловой системе FAT. Для каждого файла в FAT выделяется новый кластер. Это значит, что имея на диске 1000 файлов, каждый из которых размером меньше килобайта, в файловой системе FAT32 вы реально займете место 4 мегабайта, то есть в 4 с лишним раза больше, чем суммарный объем всех этих файлов. Но файловая система FAT32 еще сравнительно экономна в этом отношении, что ж говорить о FAT16 или FAT12, где размер кластера еще больше? Архиватор же соберет все эти файлы в один единственный файл, да еще сожмет в несколько раз. То же самое происходит при передаче файлов по Сети. Один файл размером в 1 мегабайт будет передан гораздо быстрее, чем 1000 файлов по 1 килобайту каждый за счет экономии времени на запрос, установление соединения внутри протокола, с помощью которого вы скачиваете файл, и чтение заголовка файла.

Программы-архиваторы

Для того чтобы собирать и сжимать файлы в архивы, а затем извлекать их из архивов, существуют программы-архиваторы. Эти программы можно условно разделить на три класса: программы с оболочкой для Windows, программы с оболочкой для DOS, и программы командной строки. Разделение это весьма условно, поскольку все программы-архиваторы начинали свою "жизнь" как утилиты командной строки. Программы-архиваторы можно разделить на типы еще как по эффективности и скорости, с которой они сжимают и извлекают файлы, так и по массовости их применения. Для того чтобы оценить эту эффективность сжатия, я сжал находящуюся на моем жестком диске папку TEXT, внутри которой было 8 вложенных папок и 242 файла общим объемом 2 974 802 байта. Формат файлов - текстовые документы и документы в формате WORD. В результате я получил три файла:.arj размером 1 114 805 байт, сжатый программой arj.exe..zip размером 951 978 байт, сжатый программой WinZip..rar размером 740 744 байта, сжатый программой WinRar.

Комментарии излишни, если говорить об эффективности сжатия текстовых файлов. Несмотря на то, что WinRar сжимает файлы лучше, чем WinZip, формат.zip де-факто стал стандартом сжатых файлов в Сети. Дело в том, что формат.rar был разработан значительно позже, чем.zip. Кроме того, формат.rar - это наше, Российское изобретение, и некоторое (весьма небольшое) время этот формат был известен более в России, чем за ее границами. На настоящий момент в русском Интернете формат.rar вполне успешно конкурирует с форматом.zip. Отдельной строкой нужно сказать о формате.tar.gz. Все вышеперечисленные форматы применяются в основном в операционной системе Windows. Формат же.tar.gz - это "родной" формат операционной системы Unix и юниксподобных операционных систем. В этом случае файлы сначала собираются в один монолитный архив, без сжатия, программой tar, а затем этот файл сжимается программой gzip, добавляя расширение.gz. Программа WinZip имеет еще то преимущество, что она умеет работать с архивами.tar.gz. Есть еще один формат сжатого файла-архива, специфичный только для Windows, поскольку в этом формате распространяются дистрибутивы самой операционной системы Windows и большинство продуктов фирмы Microsoft. Я говорю о формате.cab. Для работы с архивами этого формата в дистрибутив Windows входит программа Extrac32.exe. На самом деле при помощи программ WinZip и WinRar работать с файлами архивов.cab гораздо удобнее, чем при помощи "родной" утилиты командной строки Extrac32.exe. За исключением программы Extrac32.exe, ни одна программа-архиватор не входит в дистрибутив операционной системы Windows. Все программы, о которых далее пойдет речь, нужно приобретать и оплачивать отдельно. Впрочем, так называемые evaluation version этих программ, ограниченные по времени использования, можно легко найти и скачать из Сети. Не забудьте, что для продолжения работы с программой после истечения срока, указанного в лицензии, необходимо получить регистрацию и оплатить дальнейшее пользование программой. Программы WinZip и WinRar распространяются в самораспаковывающихся и самоустанавливающихся архивах. Это значит, что вам необходимо скачать из Сети один исполняемый файл, запустить его, и установка будет выполнена. Архиватор WinZip - одна из наиболее популярных утилит для сжатия файлов. Обилие инструментов порадует любого профессионала, а интуитивный интерфейс программы придется по душе даже начинающему пользователю.

Рис. 15 - Окно архиватора WinZip

работает с разнообразными форматами: - архивными файлами -.rar,.7z,.zip,.z01,.gz,.cab,.zipx,.bz2,.lzh,.tgz,.z02,.gzip,.z; - файлами образа диска -.iso,.img; - текстовыми файлами -.diz; - закодированными файлами -.hqx; - с файлами данных -.tar.

Одна из приметных функций утилиты - наличие программного мастера, который максимально упрощает процесс извлечения фалов из архива, предлагая пользователю последовательность действий с определенными наводящими вопросами. В целом, WinZip обладает всеми функциями, характерными для стандартного архиватора: создание самораспаковывающихся архивов, разбитие архивируемых файлов на несколько томов, восстановление поврежденных архивов. Следует отметить, что проверка и восстановление осуществляются автоматически. WinZip предлагает пользователю защитить архив одним из алгоритмов шифрования (128-AES или 256-AES), просмотреть информацию о степени сжатия всего архива и отдельного файла, отправить файлы по электронной почте. Среди недостатков программы - отсутствие функции одновременного извлечения/сжатия нескольких файлов. В других архиваторах этот инструмент присутствует по умолчанию. WinZip все-таки позволяет выполнять групповые операции, правда, запускать их необходимо вручную из системного меню утилиты, используя «горячие» клавиши. Наглядность WinZip обеспечивается рядом характеристик, в том числе, интуитивным интерфейсом, мастером и возможностью перетаскивать объекты в рабочую область утилиты и из нее. Как правило, самая сложная для пользователей функция архиватора - создание архива. В случае с WinZip, все сводится к переносу определенной папки в окно программы, выбору места сохранения архива, указанию степени сжатия и пароля (при необходимости). Извлекать содержимое еще проще, поскольку WinZip после инсталляции интегрируется в контекстное меню. Центр помощи и поддержки WinZip заслуживает уважения. Большую часть ответов на вопросы можно найти во встроенном руководстве, которое содержит инструкции по работе с архивами. Если же искомая информация там отсутствует, следует по электронной почте обратиться в службу поддержки или найти ее на официальном сайте программы. Главная страница сайта WinZip содержит ссылки на статьи, в которых подробно описаны функции и инструменты утилиты. WinZip считается одной из лучших утилит для сжатия файлов. Разработчики создали наглядный и функциональный продукт. Программа пригодится пользователям, которые стремятся к экономии места на диске и вынуждены часто оправлять объемные файлы по E-mail.

WinZip

О работе программы WinZip я расскажу на примере WinZip 7.0. WinZip может работать со следующими типами архивов: Zip, CAB, TAR, Z, GZ, TAZ, TGZ, а также с файлами специфических интернетовских форматов UUencode, XXencode, BinHex и MIME. Работа с этими файлами осуществляется при помощи встроенных средств WinZip. Кроме этого, WinZip может работать с архивами форматов ARC, ARJ и LZH, но в этом случае работа осуществляется при помощи внешних утилит командной строки, путь к которым нужно прописать в настройках WinZip. Все файлы архивов, с которыми работает WinZip, после его установки в окне обзора помечаются значком. Самый легкий способ начать работу с программой WinZip - дважды щелкнуть на любом файле архива, с которым работает эта программа. На экран будет выведено окно (рис. 16) следующего вида:

Рис. 16 - Окно программы WinZip, выводимое на экран при двойном щелчке мышью на файле с созданным ей архивом

Как и в окне обзора Windows, работать с объектами в окне программы WinZip можно несколькими способами: при помощи кнопок на панели инструментов, при помощи меню программы, при помощи контекстного меню и методом перетаскивания (drag-and-drop) объектов.

Перетаскивание объектов

Для того чтобы создать новый архив или добавить выбранные объекты к уже имеющемуся архиву, можно взять выбранные объекты мышью с рабочего стола или из окна обзора и бросить их на ярлык программы WinZip на рабочем столе, или в уже открытое окно программы WinZip. На экран будет выведено окно задания параметров создания архива или добавления файлов (рис. 17):

Рис. 17 - Окно задания параметров создания архива или добавления файлов программы WinZip

Рассмотрим, как работают элементы этого окна. Add to archive: (Добавить к архиву) - в эту строку нужно ввести полный путь и название файла архива. Если файл уже существует, то новые объекты будут добавлены к существующему архиву, если вы введете новое имя файла - будет создан новый архив с этим именем.

ВНИМАНИЕ! Обязательно вводите имя файла с расширением (например, text.zip), иначе файл не будет создан.... (Новый...) - выводит на экран окно открытия файла, облегчающее задание имени нового файла и его места расположения. Open... (Открыть...) - выводит на экран окно открытия файла, облегчающее нахождение уже имеющегося файла архива. Action (Действие) - выпадающий список, позволяющий выбрать действие, при помощи которого файлы будут добавляться в архив. Пункты списка:(and replace) files (Добавить (и заместить) файлы) - добавляет файлы в архив; если в архиве уже есть файлы с именами, которые совпадают с именами добавляемых файлов, то старые файлы будут замещены новыми.existing files (Освежить имеющиеся файлы) - из списка добавляемых файлов будут выбраны только те, которые уже есть в архиве, и файлы в архиве с более старой датой создания будут заменены новыми файлами.files (Переместить файлы) - добавляемые объекты будут перемещены в архив, то есть после создания архива все файлы и папки, из которых он создавался, будут удалены.(and add) files (Освежить (и добавить) файлы) - добавляет файлы в архив; в том случае, если в архиве есть файлы, имена которых совпадают с добавляемыми, то замена происходит только более старого файла на более свежий.(Степень сжатия) - выпадающий список, позволяющий выбрать степень сжатия архива от самого быстрого метода (None), когда файлы добавляются в архив без сжатия, до самого медленного (Maximum (slowest)), когда файлы сжимаются максимальным образом, но на это уходит много времени. Multiple disk spanning (Разделение архива на части для записи его на дискеты). Include subfolders (Включая подкаталоги) - если в качестве объекта для добавления к архиву выбрана папка, то находящиеся в ней папки также будут добавлены к архиву. Save extra folder info (Записать в архив дополнительную информацию о добавленных папках). Include only if archive attribute is set (Добавлять файл к архиву только в том случае, если у него установлен атрибут "архивный"). Reset archive attribite (Снимать с файла атрибут "архивный", после того как файл был добавлен к архиву). Include system and hidden files (Включить в архив системные и скрытые файлы, если они были выбраны). Store filenames in 8.3 format (Сохранять в архиве в старом формате, пригодном для прочтения в операционной системе DOS, обрезая длинные имена, применяемые в Windows). Password...(Пароль...) - позволяет задать для архива пароль, без знания которого невозможно будет извлечь файлы из архива или добавить их туда. Чтобы извлечь объекты из архива методом перетаскивания, нужно взять в окне WinZip выбранные объекты и перетащить их на рабочий стол или в окно обзора.

Контекстное меню

Программа WinZip предусматривает действия с двумя видами контекстного меню.

Системное контекстное меню

При установке программа WinZip добавляет свои пункты к системному контекстному меню. При щелчке на любом объекте правой кнопкой мыши в системном контекстном меню можно найти две команды: Add to zip и Add to "Имя объекта".zip. Первая команда открывает окно программы WinZip, вторая - создает из выбранных объектов архив с именем первого выбранного объекта в той же папке, где находятся сами объекты, не открывая окна.

Контекстное меню окна WinZip

Внутри окна WinZip контекстное меню выглядит следующим образом (рис. 18):

Рис. 18 -Контекстное меню внутри окна WinZip

Назначение команд меню: Open (Открыть) - распаковывает выбранный файл во временную папку и открывает его в программе, предназначенной для обработки данного файла. Add... (Добавить...) - добавляет файл (файлы) к открытому архиву. Delete... (Удалить...) - удаляет из архива выбранные объекты. Extract... (Извлечь...) - извлекает из архива выбранные объекты. View... (Просмотреть...) - извлекает из архива выбранный файл во временную папку и открывает его в программе просмотра. Select all (Выбрать все) - выбирает все объекты внутри окна WinZip. Invert selection (Обратить выделение) - с выделенных объектов внутри окна WinZip снимается выделение, а невыделенные становятся помеченными. Virus scan (Проверка на вирусы) - позволяет проверить извлекаемые из архива файлы на отсутствие в них вирусов. Эта команда работает только в том случае, если на вашем компьютере установлено антивирусное программное обеспечение и программа WinZip настроена для работы с ним. Make.EXE file (Создать самораспаковывающийся архив) - создает из открытого архива файл с расширением.exe, который при запуске распаковывает себя сам в указанную папку. Uuencode - производит кодирование выбранного файла. Test (Проверка) - проверяет открытый архив на целостность. Archive comments (Примечания) - добавляет в архив текстовые примечания. CheckOut - создает временную папку, распаковывает в нее архив, затем открывает эту временную папку в окне обзора. Install... (Установить...) - если открытый архив содержит внутри себя подлежащую установке программу, и сценарий установки, то данная команда извлекает программу из архива и устанавливает ее. File properties (Свойства файла) - выводит на экран информационное окно, содержащее сведения о свойствах выбранного файла. На этом мы закончим наше краткое знакомство с программой WinZip, поскольку данная книга не претендует на то, чтобы заменить собою руководство пользователя.

Расчет задержки сигнала в сегменте сети

Пусть: Сеть 100Base ТХ с четырьмя хабами:

Суммируются следующие задержки:

поля адаптеров ТХ-100;

два кабельных сегмента по 100 м и провод между повторителями - 5 м;

Задержка для кабеля: (100+100+5)*1,112= 227,96 bt, где 1,112 коэффициент задержки для кабеля 5 категории;

хаба 4*38=152 bt, где 38 - коэффициент для хаба;

Итого: 227.96+152=379.96 < 512 bt (для сети Ethernet).

Расчет надежности сети

Проектируемая ЛВС монтируется на основе готовых изделий, и время наработки на отказ берется из данных предоставляемых производителями оборудования.

Под надежностью элемента (системы) понимают его способность выполнять заданные функции с заданным качеством в течение некоторого промежутка времени в определенных условиях. Изменение состояния элемента (системы), которое влечет за собой потерю указанного свойства, называется отказом. Системы передачи относятся восстанавливаемым системам, в которых отказы можно устранять.

Одно из центральных положений - теории надежности состоит в том, что отказы рассматривают в ней как случайные события. Интервал времени от момента включения элемента (системы) до его первого отказа является случайной величиной, называемой "время безотказной работы". Интегральная функция распределения этой случайной величины, представляющая собой (по определению) вероятность того, что время безотказной работы будет менее t, обозначается q(t) и имеет смысл вероятности отказа на интервале 0...t. Вероятность противоположного события - безотказной работы на этом интервале - равна

р(t) = 1 - q(t).

Мерой надежности элементов и систем, является интенсивность отказов l(t), представляющая собой условную плотность вероятности отказа в момент t, при условии, что до этого момента отказов не было. Между функциями l(t) и р(t) существует взаимосвязь

В период нормальной эксплуатации (после приработки, но еще до того, как наступил физический износ) интенсивность отказов примерно постоянна . В этом случае

Таким образом, постоянной интенсивности отказов, характерной для периода нормальной эксплуатации, соответствует экспоненциальное уменьшение вероятности безотказной работы с течением времени.

Следовательно, среднее время безотказной работы в период нормальной эксплуатации обратно пропорционально интенсивности отказов

Оценим надежность нашей системы, состоящей из множества разнотипных элементов. Пусть p1(t), p2(t),…, pr(t)- вероятности безотказной работы каждого элемента на интервале времени 0...t, r - количество элементов в системе. Если отказы отдельных элементов происходят независимо, а отказ хотя бы одного элемента ведет к отказу всей системы (такой вид соединения элементов в теории надежности называется последовательным), то вероятность безотказной работы системы в целом равна произведению вероятностей безотказной работы отдельных ее элементов

где - интенсивность отказов системы, ч-1;

- интенсивность отказа i-го элемента, ч-1.

Среднее время безотказной работы системы tcр.сист., ч, находится по формуле

К числу основных характеристик надежности восстанавливаемых элементов и систем относится коэффициент готовности

где tср - среднее время восстановления элемента (системы).

Он соответствует вероятности того, что элемент (система) будет работоспособен в любой момент времени.

Методика расчета основных характеристик надежности ЛВС состоит в следующем: расчет интенсивности отказов и среднего времени наработки на отказ тракта.

В соответствии с выражением интенсивность отказов ЛВС, ч-1, определяют как сумму интенсивностей отказов узлов сети (VPN маршрутизатор, три сервера, 10 рабочих станций) и кабеля

где - интенсивности отказов РС, маршрутизатора, сервера, одного метра кабеля соответственно, ч-1;

- количество РС, маршрутизаторов, серверов- протяженность кабеля, км.

Определяем по справочникам и условиям эксплуатации значения для отдельных устройств.

В итоге получаем:

= 4,77•10-5•10+5,26•10-5•1+4,02•10-5•3+4,28•10-7•0,1=2,69•10-4 ч-1

Вычислим среднее время безотказной работы ЛВС по формуле

Вероятность безотказной работы ЛВС в течение заданного промежутка времени t1=24 ч (сутки), t2 = 720 ч (месяц) при 2,69•10-4 ч-1 находят по формуле:

При t = 24 ч (сутки)

При t =720 ч (месяц)

Расчет полезной пропускной способности сети

Следует различать полезную и полную пропускную способность. Под полезной пропускной способностью понимается скорость передачи информации, объем которой всегда несколько меньше передаваемой информации, так как каждый передаваемый кадр содержит служебную информацию, гарантирующую его правильную доставку адресату.

Рассчитаем теоретическую полезную пропускную способность Fast Ethernet без учета коллизий и задержек сигнала в сетевом оборудовании.

Отличие полезной пропускной способности от полной пропускной способности зависит от длины кадра. Так как доля служебной информации всегда одна и та же, то, чем меньше общий размер кадра, тем выше «накладные расходы». Служебная информация в кадрах Ethernet составляет 18 байт (без преамбулы и стартового байта), а размер поля данных кадра меняется от 46 до 1500 байт. Сам размер кадра меняется от 46+18=64 байт до 1500+18=1518 байт. Поэтому для кадра минимальной длины полезная информация составляет всего лишь 46/64=0,72 от общей передаваемой информации, а для кадра максимальной длины 1500/1518=0,99 от общей информации.

Чтобы рассчитать полезную пропускную способность сети для кадров максимального и минимального размера, необходимо учесть различную частоту следования кадров. Естественно, что, чем меньше размер кадров, тем больше таких кадров будет проходить по сети за единицу времени, перенося с собой большое количество служебной информации.

Так, для передачи кадра минимального размера, который вместе с преамбулой имеет длину 72 байта, или 576 бит, потребуется время, равное 576 bt, а если учесть межкадровый интервал в 96 bt, то получим, что период следования кадров составляет 672 bt. При скорости передачи в 100 Мбит/с это соответствует времени 6,72 мкс. Тогда частота следования кадров, то есть количество кадров, проходящих по сети за 1 секунду, составит 1/6,72 мкс = 148 810 кадр/с. При передаче кадра максимального размера, который вместе с преамбулой имеет длину 1526 байт или 12 208 бит, период следования составляет 12 208 bt + 96 bt=12 304 bt, а частота кадров при скорости передачи 100 Мбит/с составит 1/123,04 мкс=8127 кадр/с.

Зная частоту следования кадров f и размер полезной информации VП в байтах, переносимой каждым кадром, нетрудно рассчитать полезную пропускную способность сети:

ПП (бит/с)=VН * 8 * f.

Для кадра минимальной длины (46 байт) теоретическая полезная пропускная способность равна ППТ1= 148 810 кадр/с = 54,76 Мбит/с, что составляет лишь немногим больше половины от общей максимальной пропускной способности сети.

Для кадра максимального размера (1500 байт) полезная пропускная способность сети равна ППТ2= 8127 кадр/с = 97,52 Мбит/с.

Таким образом, в сети Fast Ethernet полезная пропускная способность может меняться в зависимости от размера передаваемых кадров от 54,76 до 97,52 Мбит/с.

Заключение

В данном дипломном проекте сформулировано технико-экономическое обоснование разработки ВС, выбрана конфигурация ВС, спроектирована структурная схема, спланирована информационная безопасность и рассчитана экономическая эффективность сети.

Таким образом, спроектирована сеть, устраивающую администрацию по техническим, экономическим и информационным характеристикам.

Теперь можно сделать вывод о том, что внедрение локальной вычислительной сети в фирме, торгующей добавками для бетона позволяет решить такие задачи, как связь, совместная обработка информации, централизованное управление компьютерами, централизованное резервное копирование и хранение данных. Кроме того, ЛВС создаст для пользователей новые возможности интегрального характера благодаря прикладным системам ПК и другому оборудованию сети. Объединение имеющихся компьютеров в локальную сеть приведет к повышению эффективности управления деловыми процессами, что, во-первых, вызовет значительное улучшение качества работы данной организации, а во-вторых, принесет существенное снижение издержек работы данного предприятия.

Литература

1.   Компьютерные сети - Марк А. Спортак, Ричард Пит, Джеймс Ф. Коузи. Диасофт, 1999г.

2.      Модернизация и ремонт сетей - Терри Вильям Оглтри. Вильямс 2000г.

3.      <http://www.microsoft.com/technet/downloads/winsrvr/servicepacks/sp1/default/mspx>

.        http://www.datalux/ua/price/?m=0&t=0&c=78&v=18&id=57499 <http://www/datalux/ua/price/?m=0&t=0&c=78&v=18&id=57499>

.        http://www.datalux/ua/price/?m=0&t=0&c=30&v=18&id=56326 <http://www/datalux/ua/price/?m=0&t=0&c=30&v=18&id=56>

.        <http://www.datalux/ua/price/?m=0&t=0&c=30&v=18&id=51644>

.        <http://www.rim2000.com/computer/hp_s/html>

.        <http://www.jetinfo.ru/2000/6/1/article1.6.2000.html>

.        <http://www.farpost.net/faq/windows-linux-freebsd.php>

.        <http://www.yandex.ru>

.        <http://www.d-link.ru>