Вклад российских ученых в развитие экономической науки

Aппаратные  cетевые средства

     Сетевое оборудование состоит  из плат сетевого интерфейса и кабелей. Программное  обеспечение сети включает в себя драйверы или встроенные подпрограммы, управляющие методом  доступа к кабелю и протоколами, используемыми для управления коммуникациями.

Платы сетевого интерфейса

     Платы сетевого интерфейса применяются на машинах  класса PC с 8- или 18-разрядной  шиной ISA (Industry Standard Arcitecture). 16-разрядные  платы дают большую  производительность и стоят дороже. Бывают также платы для систем с архитектурой MCA (Micro Channel Architecture), таких как семейство компьютеров IBM PS/2, и систем с шиной EISA (Extended Industry Standard Architecture), таких как Compaq DESKPRO 486 и Compaq SYSTEMPRO.

Предпочтительнее, конечно, использовать компьютеры с EISA или MCA. Чтобы справиться с трафиком и обеспечивать управление всей сетью, сервер должен обладать высокой производительностью. В рабочих станциях с небольшим трафиком (таких  как системы обработки  текста) вы можете использовать менее производительные и более дешевые интерфейсные платы. Однако графические рабочие станции и станции для задач проектирования поддерживают интенсивный обмен с сервером и требуют высокопроизводительных сетевых плат.

Функции плат сетевого интерфейса

     Платы сетевого интерфейса служат для передачи данных между компьютерами сети в соответствии с определенным стеком протоколов и используемыми  платой правилами  доступа к носителю (кабелю). Некоторые производители  разрабатывают платы, соответствующие базовым спецификациям сети (Ethernet, Token Ring или ArcNet). Эти платы не дороги и не предлагают специальных средств, позволяющих улучшить производительность, такие как встроенные процессоры, большие буферы и др.

При подготовке к передаче данных между двумя станциями выполняется процесс установления связи (handshaking). При этом устанавливаются параметры передачи данных - скорость передачи, размер пакета, тайм-аут и размер буфера. Процесс установления связи особенно важен, если две участвующих в сеансе платы слегка отличаются проектными характеристиками или спецификациями. После установления параметров коммуникации начинается процесс передачи данных. Перед тем как данные попадают в кабель, они претерпевают двойное преобразование. Во-первых, это параллельно-последовательное преобразования, при котором данные превращаются в последовательность электрических сигналов кабеля (битовый поток). Во-вторых, для повышения скорости передачи данные кодируются и сжимаются.

     Разница в аппаратуре и  интерфейсных платах сети может замедлить производительность. Например, сетевая плата с 16-битовым интерфейсом обычно посылает данные на 8-битовую плату быстрее, чем та может их обработать. Чтобы обойти эту проблему, разработчики используют для 8-битовых плат буферную память, которая накапливает поступающие данные. Это позволяет платам выполнять передачу данных значительно быстрее.

На  производительность может также повлиять перемещение информации из плат сетевого интерфейса в память. Это можно  делать с помощью  четырех методов, одни из которых более эффективны, другие - менее. Цена интерфейсной платы зависит от качества ее средств обработки данных.

При использовании прямого  доступа к памяти DMA (Direct Memory Access) шиной и передачей  данных из буфера сетевой  интерфейсной платы непосредственно в целевую ячейку памяти PC управляет DMA-контроллер. Это частично уменьшает нагрузку ЦП и повышает его производительность. Во время передачи данных процессор выполняет другую задачу, но не имеет доступа к памяти.

     При применении адаптера разделяемой памяти плата имеет свою собственную память, к которой непосредственно может обращаться системный процессор. Память отображается в адреса в блоках верхней памяти системы DOS (выше 640К). Другими словами, процессор рассматривает память платы как часть системной памяти и соответственно к ней обращается. Однако этом может вызвать проблемы, если вы не обеспечите, что выделенная для сетевой интерфейсной платы память не используется другой платой или драйвером приложения.

     Метод разделяемой памяти предусматривает использование в системе (а не в плате) блоков разделяемой памяти (размером 8К или 32К), которая управляется специальным процессором сетевой интерфейсной платы. NIC помещает информацию в разделяемую память, которая доступна для процессора. Здесь также требуется обеспечить, что эта память не используется другой платой или процессом.

     Метод использования шины предусматривает, что  сетевой адаптер  может передавать информацию непосредственно  в системную память, не прерывая системного процессора. Платы, использующие этот метод, предусматривают улучшенный DMA и предполагают управление системной шиной. Хотя применяющие такой метод платы могут улучшить производительность на 20 - 70%, они слишком дороги для обычных рабочих станций, однако рекомендуются для серверов.

Драйверы  плат сетевого интерфейса

     Почти все платы сетевого интерфейса поставляются с дискетой, содержащей драйверы, которые  используются для  установки платы  в системе и  позволяют NetWare распознавать ее. Кроме того, Novell поставляет драйверы для наиболее популярных интерфейсных плат для NetWare. Файлы драйверов используются для конфигурирования платы, чтобы ее можно было использовать на рабочей станции или сервере NetWare. Хотя подпрограммы кодирования данных и передачи их по кабелю обычно встроены в саму плату, драйверы определяют, как данные помещаются в плату, и ее интерфейс с протоколами NDIS ODI. Некоторые разработчики плат эмулируют платы, принятые в качестве стандартных, такие как платы Ethernet Novell NE1000 (8-битовая) и NE2000 (16-битовая).

Топология звезда

     Звезда  — это единственная топология сети с явно выделенным центром, к которому подключаются все остальные абоненты. Обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который ложится большая нагрузка, поэтому ничем другим, кроме сети, он, как правило, заниматься не может. Понятно, что сетевое оборудование центрального абонента должно быть существенно более сложным, чем оборудование периферийных абонентов. О равноправии всех абонентов (как в шине) в данном случае говорить не приходится. Обычно центральный компьютер самый мощный, именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией звезда в принципе невозможны, так как управление полностью централизовано.

     Если  говорить об устойчивости звезды к отказам компьютеров, то выход из строя периферийного компьютера или его сетевого оборудования никак не отражается на функционировании оставшейся части сети, зато любой отказ центрального компьютера делает сеть полностью неработоспособной. В связи с этим должны приниматься специальные меры по повышению надежности центрального компьютера и его сетевой аппаратуры.

Обрыв кабеля или короткое замыкание в нем  при топологии звезда нарушает обмен только с одним компьютером, а все остальные компьютеры могут нормально продолжать работу.

     В отличие от шины, в звезде на каждой линии связи находятся только два абонента: центральный и один из периферийных. Чаще всего для их соединения используется две линии связи, каждая из которых передает информацию в одном направлении, то есть на каждой линии связи имеется только один приемник и один передатчик. Это так называемая передача точка-точка. Все это существенно упрощает сетевое оборудование по сравнению с шиной и избавляет от необходимости применения дополнительных, внешних терминаторов.

     Проблема  затухания сигналов в линии связи также решается в звезде проще, чем в случае шины, ведь каждый приемник всегда получает сигнал одного уровня. Предельная длина сети с топологией звезда может быть вдвое больше, чем в шине, так как каждый из кабелей, соединяющий центр с периферийным абонентом, может иметь длину.

     Серьезный недостаток топологии звезда состоит в жестком ограничении количества абонентов. Обычно центральный абонент может обслуживать не более 8—16 периферийных абонентов. В этих пределах подключение новых абонентов довольно просто, но за ними оно просто невозможно. В звезде допустимо подключение вместо периферийного еще одного центрального абонента (в результате получается топология из нескольких соединенных между собой звезд).

     Звезда, (Рисунок 26), носит название активной или истинной звезды. Существует также топология, называемая пассивной звездой, которая только внешне похожа на звезду. В настоящее время она распространена гораздо более широко, чем активная звезда. Достаточно сказать, что она используется в наиболее популярной сегодня сети Ethernet.

В центре сети с данной топологией помещается не компьютер, а специальное устройство — концентратор или, как его еще называют, хаб (hub), которое выполняет ту же функцию, что и репитер, то есть восстанавливает приходящие сигналы и пересылает их во все другие линии связи. 

Рисунок 26 – Виды топологий. 
Рисунок-топология пассивная звезда и ее эквивалентная схема

     Получается, что хотя схема  прокладки кабелей  подобна истинной или активной звезде, фактически речь идет о шинной топологии, так как информация от каждого компьютера одновременно передается ко всем остальным компьютерам, а никакого центрального абонента не существует. Безусловно, пассивная звезда дороже обычной шины, так как в этом случае требуется еще и концентратор. Однако она предоставляет целый ряд дополнительных возможностей, связанных с преимуществами звезды, в частности, упрощает обслуживание и ремонт сети. Именно поэтому в последнее время пассивная звезда все больше вытесняет истинную шину, которая считается малоперспективной топологией.

     Можно выделить также промежуточный  тип топологии между активной и пассивной звездой. В этом случае концентратор не только ретранслирует поступающие на него сигналы, но и производит управление обменом, однако сам в обмене не участвует (так сделано в сети 100VG-AnyLAN).

     Большое достоинство звезды (как  активной, так и  пассивной) состоит  в том, что все  точки подключения  собраны в одном  месте. Это позволяет  легко контролировать работу сети, локализовать неисправности путем  простого отключения от центра тех или иных абонентов (что невозможно, например, в случае шинной топологии), а также ограничивать доступ посторонних лиц к жизненно важным для сети точкам подключения. К периферийному абоненту в случае звезды может подходить как один кабель (по которому идет передача в обоих направлениях), так и два (каждый кабель передает в одном из двух встречных направлений), причем последнее встречается гораздо чаще.

     Общим недостатком для  всех топологий типа звезда (как активной, так и пассивной) является значительно больший, чем при других топологиях, расход кабеля. Например, если компьютеры расположены в одну линию, то при выборе топологии звезда понадобится в несколько раз больше кабеля, чем при топологии шина. Это существенно влияет на стоимость сети в целом и заметно усложняет прокладку кабеля.

 

Интерфейс 

    

       Разъем для ADSL,  разъем для сетевой карты, кнопка перезагрузки, разъем для подключения блока питания 

      

                            Разветвлитель           разьем для подключения  блока питания

      

    Разъем  для подключения  телефонного кабеля,  разъем для подключения  сетевого кабеля

    Настройки сети

    Состояние подключения по локальной  сети отображает (Рисунок 27):

    -работоспособность  сети;

    -скорость  сети;

    -длительность  работы сети;

    -количество  отправленных и принятых пакетов. 

     Рисунок 27 – Состояние подключения по локальной сети.

     Свойства  протокола (TCP/IP) позволяет настраивать IP  - адрес как в ручную так и автоматически, также использовать DNS – сервер (Рисунок 28)

     .

     Рисунок 28 – Свойства протокола TCP/IP.