Проектирование локальной сети для рабочих мест на базе сети Ethernet (стр. 6 из 12)
Плата сетевого адаптера принимает параллельные данные и организует их для последовательной, побитовой передачи. Этот процесс завершается переводом цифровых данных ПК в электрические и оптические сигналы, которые и передаются по сетевым кабелям. Отвечает за эти преобразования трансивер (приёмопередатчик).
Плата сетевого адаптера, помимо преобразования данных, должна указать своё местонахождение, или адрес, - чтобы её могли отличить от остальных плат. Для этого на плате сетевого адаптера существуют переключатели, которыми устанавливается номер (адрес) ПК.
Основными элементами сетевых адаптеров являются:
- приёмопередатчик (трансивер);
- сетевой контроллер;
- память микропрограмм;
- оперативная память.
Сетевые адаптеры Ethernet бывают двух типов: со скоростью передачи 10 Мбит/с и 100 Мбит/с. Они известны высокой надёжностью, а возникающие проблемы с кабелем и адаптерами легко поддаются диагностике.
2.2.2 Сетевые серверы
Под сервером понимается компьютер, предоставляющий свои ресурсы другим компьютерам. Сервер осуществляет обработку и хранение основной информации, находящейся в компьютерной сети. В связи с разнообразием используемой информации и видов её обработки существуют различные типы серверов, наиболее распространённым из которых является файловый сервер.
Под файловым сервером понимается компьютер, подключённый к сети используемый для хранения файлов данных к которым обращаются рабочие станции. С точки зрения пользователя файловый сервер рассматривается как центральный архив, в котором хранится общая ля всех рабочих станций информация. Централизованное хранение данных позволяет более эффективно осуществлять контроль над данными, а также доступ к ним со стороны пользователей.
В более сложных компьютерных сетях кроме файлового сервера могут присутствовать и другие виды серверов, например: сервер печати, сервер базы данных, Web-сервер, почтовый сервер и др.
По составу оборудования серверы мало чем отличаются от рабочих станций, однако к самому оборудованию предъявляются более высокие требования. Это связано с тем, что файловый сервер должен достаточно быстро обрабатывать множество запросов от всех рабочих станций. С увеличением числа рабочих станций и сложности решаемых задач значительно возрастают требования к серверу по производительности, объёму памяти, надёжности. В табл 2.1 представлены минимальные требования к аппаратному обеспечению для сетевого сервера.
Таблица 2.1 Требования к аппаратному обеспечению для сетевого сервера
| Категория | Требования для Intel-платформ | Требования для RISC-платформ |
| Тип процессора | 32-битный х86 (80486/33 или выше) | Поддерживаемый RISC-процессор |
| Объём оперативной памяти | Минимум 16 Мб | Минимум 16 Мб |
| Объём жёсткого диска | Один или несколько жёстких дисков минимум с 125 Мб свободного пространства для Windows NT Server | Один или несколько жёстких дисков минимум с 160 Мб свободного пространства для Windows NT Server |
| Другие дисковые устройства | 3,5” дисковод высокой плотности плюс CD-ROM дисковод | CD-ROM дисковод |
| Видеосистема | Видеоадаптер VGA (или лучше) | Видеоадаптер VGA (или лучше) |
| Другие компоненты | Одна или несколько плат сетевого адаптера | Одна или несколько плат сетевого адаптера |
Для обеспечения требуемой производительности серверы оснащаются высокопроизводительными процессорами, например Pentium II с тактовой частотой 266-450 МГц.
С целью повышения производительности в серверах широко используется кэш-память. Эта сверхбыстродействующая память предназначена для временного хранения команд и данных, к которым происходит наиболее частое обращение. Кэш-память использует специализированные быстродействующие микросхемы SRAM-памяти. Содержимое кэш-памяти постоянно меняется, т.е. информация, ряд технических решений. В первую очередь это касается к которой обращаются менее часто, заменяется на информацию к которой происходит наиболее частое обращение.
С целью повышения надёжности и отказоустойчивости в сетевых серверах применяется использования в качестве оперативной памяти, так называемой EDC-памяти, обеспечивающей в процессе чтения/записи обнаружение и исправление одиночных ошибок. В настоящее время это тип памяти переходит в стандартное оборудование сетевых серверов [3].
Для предотвращения потери информации при работе с жёсткими дисками в серверах используется система RAID – избыточные массивы недорогих дисков. Системы RAID включает набор жёстких дисков, при этом реализуются различные режимы одновременной записи одной и той же на несколько жёстких дисков. Это позволяет в случае сбоя жёсткого диска восстанавливать данные с резервной копии, находящейся на другом диске. Существует 5 уровней системы RAID, отличающихся способом организации дублирования информации и, соответственно, возможностью её восстановления.
Для обеспечения нормальной работы сети и предотвращения потери информации при внезапном отключении питания сервер должен быть снабжён источником бесперебойного питания (UPS).Источник бесперебойного питания использует аккумуляторную батарею для поддержания работоспособности сервера в течение времени, достаточного для сохранения данных и нормального завершения работы.
Сетевые серверы должны иметь возможность наращивать свои ресурсы. В связи с этим серверы проектируются с учётом возможности установки более мощных или дополнительных процессоров, оперативной памяти и жёстких дисков.
2.2.3 Анализ источников бесперебойного питания
Источники бесперебойного питания (ИБП) – это автоматический внешний источник энергии, который поддерживает работоспособность сервера или других устройств в случае сбоев электрической сети.
Системы бесперебойного питания используют способность ИБП взаимодействовать с операционными системами через специальный интерфейс. Стандартная система бесперебойного питания обеспечивает две важные для сети функции:
- питание сервера в течение некоторого времени;
- управление безопасным завершением работы системы.
Источником энергии обычно служат аккумуляторы. Система работает следующим образом. При нарушении питания ПБП извещает пользователей о сбое и предупреждает их о необходимости закончить работу. Затем, выждав определённый промежуток времени, ИБП организованно закрывает систему.
Качественная система бесперебойного питания, кроме того, способна предотвратить доступ к серверу новых пользователей, а также пошлёт администратору сети сообщение о сбое питания. Лучшие системы бесперебойного питания работают в интерактивном режиме. При сбое питания во внешней сети оно начинает поступать от ИБП. Процесс переключения на питание от батарей никоим образом не затрагивает пользователей.
Существуют также резервные системы бесперебойного питания, которые включаются при отсутствии энергии в основной сети. Они дешевле интерактивных систем, но не так надёжны [2].
При выборе ИБП необходимо учитывать потребляемую мощность оборудования, для которого необходима установка ИБП.
2.2.4 Концентраторы
В настоящее время одним из стандартных компонентов сетей становится концентратор. А в сетях с топологией «звезда» он служит центральным узлом (рис. 2.9).
Рисунок 2.9. Концентратор – центральный узел в сети с топологией «звезда»
Активные концентраторы
Среди концентраторов выделяются активные и пассивные. Активные концентраторы регенерируют и передают сигналы так же, как это делают репитеры. Иногда их называют многопортовыми репитерами – они имеют от 8 до 12 портов для подключения компьютеров.
Пассивные концентраторы
Некоторые типы концентраторов являются пассивными, например монтажные панели или коммутирующие блоки. Они просто пропускают через себя сигнал как узлы коммутации, не усиливая и не восстанавливая его. Пассивные концентраторы не надо подключать к источнику питания.
Гибридные концентраторы
Гибридными называются концентраторы, к которым можно подключать кабели различных типов. Сети, построенные на концентраторах, легко расширить, если подключить дополнительные концентраторы (рис. 2.10).
Рисунок 2.10. Гибридный концентратор
Использование концентраторов даёт ряд преимуществ. Разрыв кабеля в сети с обычной топологией «линейная шина» приведёт к «падению» всей сети. Между тем разрыв кабеля, подключённого к концентратору, нарушит работу только одного сегмента. Остальные сегменты останутся работоспособными.
К числу других преимуществ использования концентраторов относятся:
- простота изменения или расширения сети: достаточно просто подключить ещё один компьютер или концентратор;
- использование различных портов для подключения кабелей разных типов;
- централизованный контроль за работой сети и сетевым трафиком: во многих сетях активные концентраторы наделены диагностическими возможностями, позволяющими определить работоспособность соединения.
Мост состоит из аппаратных и программных средств, необходимых для связывания в одну интерсеть двух отдельных ЛВС, или подсетей, расположенных в одном месте. Мост самого простого типа анализирует 48-битовое поле адреса пункта назначения пакета и сравнивает этот адрес с таблицей, в которой указаны адреса всех рабочих станций данного сегмента сети. Если адрес не соответствует ни одному из указанных в таблице, мост передаёт пакет в следующий сегмент. Эти простые мосты продолжают передавать пакеты, переход за переходом, до тех пор, пока они не достигнут сегмента сети, содержащей компьютер с указанным адресом пункта назначения. Мосты, участвующие в таком процессе анализа таблиц адресов и передачи пакетов, называются прозрачными мостами. Этот метод используется во всех Ethernet-мостах и в некоторых мостах в сетях Token Ring. Принцип работы моста такого типа показан на рис. 2.11.