Тема 4.

Используемое программное обеспечение. Текстовые процессоры и электронные таблицы. Графика и САПР (система автоматизированного проектирования). Программное обеспечение баз данных. Электронная почта. Службы Internet. Программное обеспечение коллективного пользования. Видеотелеконференцсвязь.

Л1 стр. 100-101; Л5 стр. 431-433; Л3 стр. 135, 148, 176-177.

М Е Т О Д И Ч Е С К И Е У К А З А Н И Я

Реализация сетевых служб осуществляется программными средствами.

Основные службы – файловая служба и служба печати – обычно предоставляются сетевой операционной системой (ОС), а вспомогательные, например служба баз данных, факса или передача голоса, - системными сетевыми приложениями, или утилитами, работающими в тесном контакте с сетевой ОС.

При проектировании сети важно учитывать, насколько просто данная ОС может взаимодействовать с другими ОС сети, насколько она обеспечивает безопасность и защищенность данных, до какой степени она позволяет наращивать число пользователей, можно ли перенести ее на компьютер другого типа и многие другие соображения. Для одноранговых ЛС наиболее популярными ОС являются Net Ware Lite и LA Ntastic, Windows for Workgrups, Personal Net Ware, Powerlan.

В состав наиболее известных прикладных программ сети (ППС) входят:

- текстовые процессоры (Word 6.0, Word 7.0 и новые версии Word 97, Word 2000);

- пакеты электронных таблиц, или табличных процессоров (Quatro PrO версия 3.0, Excel 7.0);

- СУБД (Access, dBASE – 4; 5, CLIPPER-5.0, Paradox-5.0;

- пакеты группового обеспечения (Notes, Offis Vision);

- пакеты электронной почты (Microsoft Mail);

- интегрированные пакеты (Sumphony, Frame Work);

- пакеты телесвязи для обеспечения передачи файлов между ПК (CROSSTALK, SMARTCOM, KERMIT).

Программное обеспечение ЛС выполняет координацию работы основных звеньев и элементов сети; организует коллективный доступ по всем ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение ресурсов с целью повышения эффективности обработки информации; выполняет техническое обслуживание и контроль работоспособности сетевых устройств.

Сетевое ПО состоит из трех составляющих:

- общего программного обеспечения;

- системного программного обеспечения;

- специального программного обеспечения.

Особая роль в ПО отводится операционным системам. Они имеются как в составе общего ПО (операционные системы отдельных компьютеров), так и в составе системного ПО: сетевая операционная система, устанавливаемая на сервере или на одном из компьютеров одноранговой сети.

Функциональные возможности операционных систем расширяются с помощью утилит – специальных программ, используемых операционной системой для выполнения прикладных функций.

Термин «программное обеспечение коллективного пользования» охватывает любой механизм коллективного взаимодействия, превышающий по сложности электронную почту. Вот лишь несколько примеров систем коллективного пользования:

- электронные доски объявлений (BBS);

- новости Internet;

- интерактивные конференции;

- Microsoft Exchange;

- Lotus Notes.

Электронная почта позволяет пользователям сети передавать сообщения друг другу.

Для работы с сетевыми базами данных применяются обычные СУБД (системы управления базами данных) и сетевые СУБД (системы управления распределенными базами данных).

Базы данных хранятся в виде наборов файлов на сервере, а программы БД функционируют на клиентских машинах, либо серверный компьютер выполняет роль сервера базы данных, а клиентские ПК используются только для интерфейса.

Вопросы дли самопроверки.

1. Дайте краткую характеристику сетевого программного обеспечения.

2. Приведите примеры систем коллективного пользования.

3. Что входит в состав прикладных программ сети.

4. Назовите операционные системы, которые используются для одноранговых сетей.

5. Дайте краткую характеристику текстовым процессорам и электронным таблицам.

6. Программное обеспечение баз данные.

7. Серверное программное обеспечение.

ТЕМА № 5

Структуризация локальной сети на физическом уровне. Структурированная кабельная система. Иерархия в кабельной системе. Стандарты кабелей для зданий и кампусов. Выбор типа кабеля для горизонтальных подсистем. Выбор типа кабеля для вертикальных подсистем. Выбор типа кабеля для подсистемы кампуса. Оборудование для монтажа кабельной системы.

Л1 стр. 366-379; Л2 стр. 55-58, стр. 67-69; Л3 стр. 126-128, 271-274.

М Е Т О Д И Ч Е С К И Е У К А З А Н И Я

Структурированная кабельная система – это набор коммутационных элементов (кабелей, разъемов, коннекторов, кроссовых панелей и шкафов), а также методика их совместного использования, которая позволяет создавать регулярные, легко расширяемые структуры связей в ЛС.

Структурированная кабельная система представляет своего рода «конструктор», с помощью которого проектировщик сети строит нужную ему конфигурацию из стандартных кабелей, соединенных стандартными разъемами и коммутируемых на стандартных кроссовых панелях. Структурированная кабельная система планируется и строится иерархически, с главной магистралью и многочисленными ответвлениями от нее.

Типичная иерархическая структура структурированной кабельной системы включает:

- горизонтальные подсистемы (в пределах этажа);

- вертикальные подсистемы (внутри здания);

- подсистему кампусов (в пределах одной территории с несколькими зданиями).

Стандарт кабелей для зданий и кампусов:

- Американский стандарт EIA/TIA-568.

- Международный стандарт ISO/IEC11801.

- Европейский стандарт EN50173.

Медный неэкранированный кабель UTP в зависимости от электрических и механических характеристик разделяется на категории 1, 2, 3, 4, 5.

Основным стандартом, экранированной витой пары STP, определяющим параметры является фирменный стандарт IBM. В этом стандарте кабели делятся не на категории, а на типы: Type 1, Type 2, ..., Type 9.

Коаксиальные кабели:

- RG-8 и RG-11 – «толстый» коаксиальный кабель, разработанный для сетей Ethernet 10Base-5;

- RG-58/U, RG-58A/U и RG-58С/U – разновидности «тонкого» коаксиального кабеля для сетей Ethernet 10Base-2;

- RG-59 – телевизионный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом. Применяется в кабельном телевидении.

Коаксиальные кабели с волновым сопротивлением 50 Ом («тонкий» и «толстый») описаны в стандарте EIA/TIA.

Волокнисто-оптический кабель.

Хотя сегодня выпускается много типов оптического кабеля, большинство сетевых устройств поддерживает только два из них:

- многомодовый с диаметром сердечника 62,5 микрона (1/1000000 м) и оболочкой (слоем стекла, покрывающим сердечник) с диаметром в 125 микрон;

- одномодовый с диаметром сердечника 8,3 микрона и оболочкой с диаметром в 125 микрон.

Большинство проектировщиков начинает разработку структурированной кабельной системы с горизонтальных подсистем, так как именно к ним подключаются конечные пользователи.

Медный провод, в частности неэкранированная витая пара, является предпочтительной средой для горизонтальной кабельной подсистемы, хотя, если пользователям нужна очень высокая пропускная способность или кабельная система прокладывается в агрессивной среде, для нее подойдет и волоконно-оптический кабель.

Кабель вертикальной (или магистральной) подсистемы, которая соединяет этажи здания, должен передавать данные на большие расстояния и с большей скоростью по сравнению с кабелем горизонтальной подсистемы. Для этой цели используется оптоволоконный кабель.

Для подсистемы кампуса характерна нерегулярная структура связей с центральным зданием. Предпочтительный тип кабеля – волоконно-оптический в специальной изоляции.

Оборудование для монтажа кабельной системы:

- кабели;

- разъемы;

- коннекторы RJ-54, Т-коннектор, BNC-коннектор;

- кроссовые панели;

- шкафы.

Вопросы дли самопроверки.

1. Структурированная кабельная система.

2. Иерархия структурированной кабельной системы.

3. Стандарты кабелей для зданий и кампусов.

4. Кабели на основе неэкранированной витой пары.

5. Кабели на основе экранированной витой пары.

6. Коаксиальные кабели.

7. Волоконно-оптические кабели.

8. Выбор типа кабеля для горизонтальных и вертикальных подсистем.

9. Выбор типа кабеля для подсистемы кампуса.

10. Оборудование для монтажа кабельной системы.

11. Монтирование кабельной системы.

ТЕМА № 6.

Сетевое оборудование локальной сети. Сетевые адаптеры (СА). Концентраторы (хабы). Приемопередатчики (трансиверы) и повторители (репитеры). Мосты и шлюзы. Маршрутизаторы (роутеры). Коммутаторы. Модемы и факс-модемы.

Л1 стр. 379-438; Л2 стр. 60, 64-66; Л3 стр. 61-63, 198-203, 214-223; Л5 стр. 415-423.

М Е Т О Д И Ч Е С К И Е У К А З А Н И Я

Сетевые адаптеры (СА).

По выполняемым функциям СА разделяются на две группы:

1. Реализующие функции физического и канального уровня взаимодействия открытых систем (ВОС).

2. реализующие функции первых четырех уровней модели ВОС – физического, канального, сетевого и транспортного, сетевые карты, также называемые сетевыми адаптерами, или сетевыми интерфейсными картами, которые связывают каждое устройство в сети с кабельной системой.

Сетевые адаптеры можно разделить на:

- адаптеры для клиентских компьютеров;

- адаптеры для серверов.

Концентраторы (хабы).

Эти устройства удобны для формирования сети произвольной топологии. Выпускается ряд типов концентраторов – пассивных и активных с автономным питанием, выполняющих роль повторителя.

Приемопередатчики (трансиверы) и повторители (репитеры). С помощью этих устройств можно объединить несколько сегментов сети с шинной топологией, увеличивая таким образом общую протяженность сети.

Приемопередатчик – это устройство, предназначено для приема пакетов от контроллера рабочих станций сети и передачи их в шину. Он также разрешает коллизии в шине. Конструктивно приемопередатчик и контроллер могут объединяться на одной плате или находиться в различных узлах.

Повторитель – устройство с автономным питанием, обеспечивающее передачу данных между сегментами определенной длины.

Мосты и шлюзы. Мосты используются для соединения в основном идентичных сетей, имеющих некоторые физические различия на физическом и канальном уровнях. Сложные мосты, которые одновременно выполняют функции многоканального маршрутизатора. К ним относится мост НР 272А ROUTER ER (он же многоканальный маршрутизатор), который объединяет две локальные сети и две удаленные сети.

Шлюзы применяются для соединения различных сетей. Они выполняют протокольное преобразование для всех семи уровней модели ВОС, в частности маршрутизацию пакетов, преобразование сообщения из одного формата в другой или из одной системы кодирования в другую.

Маршрутизаторы (роутеры). Эти устройства устанавливают соединение на 4-м (транспортном) уровне, при этом верхние уровни сети (5-й, 6-й и 7-й) должны быть одинаковыми. Они обеспечивают достаточно сложный уровень сервиса, так как могут выполнить «интеллектуальные» функции: выбор наилучшего маршрута для передачи сообщения, адресованного другой сети; управление балансированной нагрузкой в сети путем равномерного распределения потоков данных; защиту данных; буферизацию передаваемых данных; различные протокольные преобразования. Такие возможности маршрутизаторов особенно важны при проектировании базовых сетей крупных организаций.

Коммутаторы. Появление коммутаторов в сетях диктовалось теми же потребностями, что и в случае мостов и маршрутизаторов, но, кроме того необходимостью улучшения некоторых характеристик сетевого оборудования. Например, коммутароры обладают большей пропускной способностью, что важно для интерактивного трафика между взаимодействующими рабочими станциями. Коммутаторы обеспечивают оперативную коммутацию пакетов с проверкой корректности данных, упрощают создание логических сетей с полным набором строенных средств сетевого управления, в составе концентраторов с высокоскоростными переключаемыми магистралями позволяют достигать приемлемого варианта в организации сетевых соединений (например, формирования на магистрали выделенного сегмента, включающего двух конечных пользователей).

Модемы и факс-модемы. Модем, обеспечивая согласование цифровых сигналов компьютера с аналоговыми сигналами телефонной линии, при передаче данных осуществляет модулирование аналоговых сигналов цифровой информацией, а при приеме – демодулирование. Главное отличие между модемами – способ модуляции. Различают модемы с частотной, амплитудной и фазовой модуляцией. В конструктивном исполнении модемы могут быть внутренними (встроенными) и внешними.

В состав типичного модема входят: специализированный микропроцессор для управления работой модема, оперативная память для хранения содержимого регистров модема и буферизации передаваемой (получаемой) информации, электрически перепрограммируемая постоянная память для хранения коммуникационных программ, динамик для звукового контроля связи, вспомогательные элементы (трансформатор, резисторы, разъемы и пр.)

Факс – модемы обеспечивают скоростную передачу данных только в одном направлении и используют свои собственные стандарты.

1. Функции и характеристики сетевых адаптеров.

2. Классификация сетевых адаптеров.

3. Основные и дополнительные функции концентраторов.

4. Конструктивное исполнение концентраторы.

5. Принцип работы сетевого адаптера, выбор адаптера.

6. Принцип работы модема.

7. Типы модемов.

8. Принцип работы приемопередатчика, повторителя.

9. Основные функции маршрутизатора.

10. В каких целях используются мосты и шлюзы.

11. Дайте краткую характеристику производительности коммутаторов.

12. Конструктивное исполнение коммутаторов.

13. Коммутаторы с разделяемой памятью.

14. Коммутаторы с общей шиной.

ТЕМА № 7

Мониторинг и анализ локальных сетей. Основы сетевой диагностики. Средства мониторинга и анализа. Предотвращение проблем. Диагностика сети. Диагностика сетевых соединений клиента. Мониторинг локальных сетей на основе коммутаторов. Инструменты диагностики. Источники справочной информации по диагностике. Многофункциональные портативные приборы мониторинга.

Л1 стр. 816-828; Л2 стр. 74-102; Л3 стр. 166-170, 246-262.

М Е Т О Д И Ч Е С К И Е У К А З А Н И Я

Постоянный контроль за работой локальной сети, составляющей основу любой компьютерной нести, необходим для поддержания ее в работоспособном состоянии.

Контроль – это необходимый первый этап, который должен выполняться при управлении сетью. Процесс контроля работы сети обычно делят на два этапа – мониторинг и анализ. На этапе мониторинга выполняется более простая процедура – процедура сбора первичных данных о работе сети: статистики о количестве циркулирующих в сети кадров и пакетов различных протоколов, состоянии портов концентраторов, коммутаторов и маршрутизаторов и т. п. Далее выполняется этап анализа, под которым понимается более сложный и интеллектуальный процесс осмысления собранной на этапе мониторинга информации, сопоставления ее с данными, полученными ранее, и выработки предложений о возможных причинах замедленной или ненадежной работы сети.

Задачи мониторинга решаются программными и аппаратными измерителями, тестерами, сетевыми анализаторами, встроенными средствами мониторинга коммуникационных устройств, а также агентами систем управления.

Задача анализа требует более активного участия человека и использования таких сложных средств, как экспертные системы, аккумулирующие практический опыт многих сетевых специалистов.

Средства мониторинга и анализа. Классификация.

Все многообразие средств, применяемых для анализа и диагностики сетей, можно разделить на несколько крупных классов:

1. Агенты систем управления, поддерживающие функции одной из стандартных баз MIT и поставляющие информацию по протоколу SNMP или CMIP.

2. Встроенные системы диагностики и управления.

3. Анализаторы протоколов.

4. Экспертные системы.

5. Оборудование для диагностики и сертификации кабельных систем. Сетевые мониторы, приборы для сертификации кабельных систем, кабельные сканеры и тестеры.

6. Многофункциональные портативные устройства анализа и диагностики:

а) Интерфейс пользователя;

б) Функции проверки аппаратуры и кабелей. Сканирование кабеля, определение распределения кабельных жил, определение карты кабелей, автоматическая проверка кабеля, целостность цепи при проверке постоянным током, номинальная скорость распространения, комплексная автоматическая проверка пары «сетевой адаптер – концентратор», автоматическая проверка сетевых адаптеров;

в) Функции сбора статистики. Сетевая статистика, статистика ошибочных кадров, статистика по коллизиям, распределение используемых сетевых протоколов, основные отправители, основные получатели, основные генераторы широковещательного трафика, генерирование трафика;

г) Функции анализа протоколов.

Мониторинг локальных сетей на основе коммутаторов.

В локальных сетях на основе коммутаторов мониторинг трафика затруднен логической структуризацией сети, поэтому обычная техника подключения анализатора протоколов к любому физическому сегменту здесь не срабатывает, так как в коммутируемой сети анализатор захватывает только широковещательный трафик и трафик кадров с неизвестными коммутатору адресами.

Для мониторинга трафика у коммутаторов обычно имеется зеркальный порт для подключения анализатора протоколов. На зеркальный порт можно отобразить трафик любого другого порта коммутатора. Более полную картину распределения трафика дает установка агентов RMON в каждом сегменте коммутируемой сети.

Предотвращение проблем.

Проблемы в сети можно разделить на четыре общих категории:

- физическая среда;

- электрические сигналы;

- вирусы «черви» и «троянские кони».

Проблемы в физической среде.

Можно выделить несколько общих параметров среды, которые нужно контролировать для защиты сети: температура, качество воздуха и магнитные поля.

Электрические сигналы.

Существуют четыре основных типа проблем, связанных с электрическим сигналом: перекрестные наводки, шумы, статическое электричество, броски питания.

Диагностика сети.

Диагностика требует сочетания знаний и практических навыков. Для выявления источника проблемы надо выполнить следующие шаги:

- исключить возможность ошибки пользователя;

- проверить физические компоненты. Все ли из них присутствуют и соединены ли компоненты друг с другом?

- отключить все и включить снова. Иногда это позволяет решить проблему;

- упростить систему. Удалить ненужные элементы и изолировать проблему, сведя к минимуму число факторов.

Модель диагностики.

Модель диагностики Microsoft предусматривает пять шагов:

1. Определение приоритета проблемы.

2. Сбор информации для идентификации симптомов.

3. Составление списка возможных причин.

4. Проверка для выявления конкретной причины.

5. Изучение результатов тестирования и определение решения.

Вопросы дли самопроверки.

1. Мониторинг локальных сетей.

2. Анализ локальных сетей.

3. Классификация средства мониторинга и анализа локальных сетей.

4. Анализаторы протоколов.

5. Сетевые анализаторы.

6. Кабельные сканеры и тестеры.

7. Многофункциональные портативные приборы мониторинга.

8. Мониторинг локальных сетей на основе коммутаторов.

9. Диагностика сетевых соединений клиента.

10. Основы сетевой диагностики (предотвращение проблем: физическая среда, электрические сигналы, вирусы, безопасность информации).

11. Инструменты диагностики.

3. К у р с о в о й п р о е к т