Необходимые значения характеристик файлового сервера и адаптера

Выбор файлового сервера должен удовлетворять критериям:

1) необходим быстрый доступ к файлам на диске сервера;

2) емкость диска на сервере должна быть достаточной для хранения файлов большого числа пользователей;

3) необходима высокая степень защиты файлов от НСД;

4) необходима высокая надежность.

Для рабочей станции и файлового сервера необходимо использовать адаптеры, имеющие один и тот же протокол обмена, но для файлового серве­ра желателен наиболее совершенный адаптер с максимальным быстродейст­вием. Это связано с тем, что файловый сервер, будучи центральным пунктом сети, имеет наиболее загруженный график. Сетевой адаптер может быть бо­лее быстродействующим из-за того, что имеет большой объем собственного ОЗУ или встроенный микропроцессор.

Адаптеры при поддержке программных средств производят семь ос­новных операций при приеме или передаче сообщения.

При приеме последовательность обратна по отношению к приведенной.

1. Передача данных. Данные передаются из ОЗУ ПК в адаптер или из адаптера в память ПК через программированный канал ввода/вывода, канал прямого доступа к памяти или разделяемую память.

2. Буферизация. Во время обработки в сетевом адаптере данных хра­нятся в буфере. Буфер позволяет адаптеру осуществлять доступ ко всему пакету. Поэтому буфер должен иметь объем, достаточный для размещения целого пакета данных. Использование буферов необходимо для согласования между собой скоростей обработки информации различными компонентами ЛВС.

3. Формирование пакета. Сетевой адаптер должен разделить данные на порции (или при приеме соединить их). В сети Ethernet размер этих порций составляет 1500 байт. В сети Token Ring размер пакетов обычно составляет 4К. Адаптер добавляет к пакету данных заголовок и окончание. Заголовок и окончание являются оболочками физического уровня, который вы изучили ранее в этой главе. После этой стадии в адаптере существует завершенный, готовый к передаче пакет.

4. Доступ к кабелю. В схеме с контролем несущей CSMA/CD, такой как Ethernet, перед началом передачи (или повторной передачи после обна­ружения коллизии) адаптер убеждается, что линия не занята. В схеме с мар­керным доступом адаптер ждет поступления маркера, которого имеет право захватить. Передача данных становится возможной только после захвата маркера. При приеме пакета этот шаг, конечно, отсутствует.

5. Преобразование данных из последовательной/параллельной формы. Данные передаются в кабель в последовательной форме, бит за битом. По­этому перед передачей они должны быть преобразованы из параллельной формы в последовательную.

6. Кодирование/декодирование данных. На этом этапе должны быть сформированы электрические сигналы, используемые для представления данных. Большинство сетевых адаптеров используют для этих целей Манче­стерское кодирование. Этот метод не требует передачи синхронизирующих сигналов для распознавания единиц и нулей по уровням сигналов, а вместо этого для представления 1 и 0 используется перемена полярности сигнала.

7. Передача/прием импульсов. Закодировать электрические импульсы данных передаются в кабель. (При приеме импульсы направляются на деко­дирование).

Различные фирмы производят адаптеры, поддерживающие различные протоколы.

Адаптер LANtastic

Фирма Artisoft наряду с адаптерами типа EtherNet производит также и адаптеры собственной разработки. Собственная модель адаптера фирмы Artisoft называется LANtastic, что вносит некоторую путаницу, так как фирма Artisoft производит сетевую операционную систему с таким же названием. Адаптер LANtastic работает со скоростью 2 миллиона бит в секунду (2 Мбит/с) и использует четырехпроводной кабель, который поочередно соеди­няет рабочие станции в сети друг с другом. Процедура установки очень про­ста, если нет необходимости протягивать кабель сквозь стены или потолок.

Заметим, что адаптеры типа EtherNet или Token Ring соответствуют общепринятым промышленным стандартам, в то время как адаптеры LANtastic являются оригинальной разработкой, поэтому большинство поль­зователей при создании новой ЛВС выбирают именно EtherNet или Token Ring.

Адаптеры ARCnet

Адаптер ARCnet является одним из старейших представителей сетевых аппаратных средств. Вначале он был собственным фирменным продуктом компании Datapoint Corporation, но в настоящее время многие фирмы выпус­кают ARCnet - совместимые карты. Адаптеры ARCnet имеют невысокое бы­стродействие, но зато они не критичны к небольшим ошибкам при установке. Они известны своей высокой надежностью, а возникающие проблемы с кабе­лем и адаптерами легко поддаются диагностике. Адаптеры ARCnet дешевле, чем EtherNet и работают примерно по такому же принципу, что и адаптеры Token Ring, но при гораздо меньшей скорости равной 2,5 Мбит/с. В парагра­фе "Адаптеры Token Ring" этой главы будут изложены основные принципы работы адаптеров ARCnet и Token Ring.

Адаптеры EtherNet

ЛВС, использующие адаптеры EtherNet, могут связывать широкий спектр систем, включая UNIX - компьютеры, компьютеры Macintosh фирмы Аррlе, ПК фирмы IBM и совместимые с ними. Адаптеры EtherNet производятся множеством конкурирующих между собой компаний и имеют три мо­дификации (ThinNet, UTP и ThickNet), в зависимости от толщины используе­мого кабеля. Адаптеры модификации ThinNet могут работать на большие рас­стояния, чем другие, но они значительно дороже. Скорость работы ЛВС с EtherNet равна 10 миллионам бит в секунду (10 Мбит/с).

Между пересылками данных (запросов к серверу и ответов от него) ЛВС с адаптерами EtherNet находится в состоянии покоя. После передачи рабочей станцией сообщения через сетевой кабель он снова освобождается. Что же происходит, когда две или более рабочие станции одновременно пы­таются воспользоваться ЛВС?

Предположим, что одна из рабочих станций пытается запросить что-то от сервера, в то время как сервер посылает ответ другой рабочей станции. Возникает конфликт. (Вспомним, что в любой момент времени только два компьютера могут обмениваться информацией через кабель). В этой ситуа­ции оба компьютера — сервер и рабочая станция — прекратят обмен и попы­таются повторить передачу. Для устранения конфликтов сетевые адаптеры EtherNet используют механизм, называемый CSMA/CD (Cattier Sense, Multiple Access/Collision Detection - Множественный доступ с обнаружени­ем несущей и устранением конфликтов), — переходят в режим ожидания в течение случайного промежутка времени, после чего повторяют попытки. Этот метод очень эффективен при не слишком большом графике ЛВС и по­зволяет одному из компьютеров опередить остальные. С увеличением графи­ка сети частота конфликтов увеличивается и время реакции на запросы ухудшается. Фактически ЛВС на базе EtherNet начинает тратить больше вре­мени на разрешение конфликтов, чем на передачу данных. Фирмы. IBM и Texas Instruments,имея в виду эту проблему, разработали ЛВС с адаптерами Token Ring для ее преодоления.

Адаптер Token Ring

ЛВС с адаптерами Token Ring являются самыми дорогостоящими, за исключением лишь ЛВС с оптоволоконными кабелями/адаптерами. Token Ring может использовать кабели с экранированными и неэкранированными витыми парами. Затраты на ЛВС Token Ring оправданы, когда сеть имеет напряженный график с большим количеством рабочих станций, особенна если она подключена к большой ЭВМ, например, в крупных компаниях с большой ЛВС. ЛВС Token Ring работает при скорости 4 или 16 Мбит/с. Ко­гда эта книга готовилась к печати, было объявлено, что в ближайшее время появится версия Token Ring со скоростью обмена 100 Мбит/с.

В сети Token Ring даже в отсутствие графика все рабочие станции пе­редают друг другу специальный сигнал, называемый маркером (token). Мар­кер - это очень короткое сообщение, являющееся, признаком того, что сеть свободна.

Если рабочей станции нечего передавать в момент приема маркера, те она просто передает маркер следующей по очереди. Рабочая станция может передать свое сообщение в сеть только в том случае, если она получил мар­кер. Если ЛВС занята, а вы хотите послать сообщение на другую рабочую станцию или сервер, вы должны терпеливо ждать прихода маркера. Только после этого вы можете отправить свое сообщение. Это сообщение будет циркулировать через другие рабочие станции и серверы до тех пор, пока не вернется к вам, его отправителю. Тогда отправитель посылает в сеть маркер для того, чтобы показать, что сеть освободилась снова. Во время циркулирования сообщения одна из рабочих станций (или файловых серверов) распо­знает, что сообщение адресовано ей и начинает его обрабатывать.

Token Ring не так плохо использует ресурсы сети, как это могло бы по­казаться из приведенного описания. Маркеру для прохождения по сети тре­буется очень мало времени, даже для сети из 100 или 200 рабочих станций. Кроме этого, имеется возможность присвоить приоритеты определенным ра­бочим станциям и файловым серверам таким образом, чтобы они получали более частый доступ к ЛВС. В результате схема с передачей маркера гораздо более устойчива к высокому уровню графика, чем схема с обнаружением конфликтов типа EtherNet.

ARCnet и Token Ring несовместимы друг с другом, но ARCnet исполь­зует похожую схему передачи маркера для управления доступом рабочих станций и сервера к ЛВС.

Иногда станции пропускают маркер или теряют его. Поэтому они сле­дят друг за другом и используют сложную процедуру для регенерации поте­рянного маркера. Token Ring несколько сложнее, чем EtherNet, и поэтому карты сетевых адаптеров для нее соответственно дороже.

Является ли система Token Ring лучшей по сравнению с EtherNet? Следует, ли вам использовать систему ARCnet? Или же вам лучше использо­вать высокоскоростное дорогостоящее оптоволоконное оборудование? Отве­ты на эти вопросы зависят от объема информации, который вам необходимо; пропускать через сеть, от того, какие карты адаптеров имеются для всех ваших компьютеров, и от вашего бюджета. Более детальная информация о се­тевых адаптерах приведена в главе 5 «Протоколы, кабели и адаптеры».

Быстродействие винчестера характеризуется двумя параметрами: ско­ростью передачи данных, т.е. числом байтов данных, которые диск может передать в компьютер за 1 сек, и средним временем поиска сектора на диске, которое представляет собой промежуток времени, в течение которого голов­ка чтения/записи перемещается на расстояние между дорожками и ожидает, пока диск повернется на половину полного оборота и нужный сектор появит­ся под головкой. Стандартный диск IBM имеет скорость передачи данных» 180 Кбайт/сек, и среднее время поиска» 40 мл сек (для PS/2 у IBM накопители более быстрые). Диски других компаний быстрее (среднее время поиска» 6-20 мл сек).

Винчестеры с большим объемом памяти довольно дороги. Поэтому на­до решать, как много дисков необходимо и какое количество файловых сер­веров будет достаточным. Лучше иметь несколько накопителей среднего размера в нескольких серверах, чем один огромный диск на одном сервере. В этом случае увеличивается количество головок чтения/записи и процессо­ров, обслуживающих запросы пользователей, что повышает быстродействие. Кроме того, второй файловый сервер может поддержать сеть, если первый выйдет из строя.