2.Адаптер должен обрабатывать и передавать запросы и ответы, посылаемые и получаемые от большого числа рабочих станций и сетевых устройств, оснащенных аналогичными адаптерами.

Кроме того, к современным сетевым адаптерам предъявляются такие требования, как поддержка технологии Plug and Play, возможность работы с различными операционными системами, изменени параметров их конфигурации без отключения компьютера от сети и др.

Новое поколение адаптеров EtherExpress, разработанных фирмой Intel для систем на базе процессоров Intel 486 и Pentium, позволяет не только повысить пропускную способность сети, но и облегчить управление ею. Рассмотрим более подробно три модели сетевых адаптеров Intel: EtherExpress PRO/10, EtherExpress PRO/100 и EtherExpress Flash32.

Фирме Intel удалось добиться существенного - до 30% по сравнению с предыдущими моделями - роста производительности этих адаптеров благодаря следующим оригинальным техническим решениям:

•реализации параллельной обработки сетевых пакетов; •использованию 32-бит драйвера;

•увеличению буферной памяти адаптера до 32 Кбайт.

Параллельная обработка данных, применяемая Intel, позволяет адаптерам EtherExpress PRO копировать пакеты данных из памяти компьютера и одновременно передавать их в сеть, не дожидаясь получения всего пакета. Приходящие из сети пакеты также записываются в буфер адаптера и одновременно копируются в память компьютера, гарантируя эффективное использование центрального процессора и увеличивая общую производительность системы.

Сочетание параллельной обработки данных с увеличенным буфером (32 Кбайт) позволяет достигать наибольшей производительности в сетях с интенсивным трафиком.

Наконец, 32-разрядный порт ввода-вывода, используемый в адаптерах EtherExpress PRO, уменьшает нагрузку центрального процессора и оптимизирует обмен информацией между адаптером и локальной памятью.

Автоматическое программное конфигурирование адаптера, не требующее монтажа перемычек и "щелчков" переключателей и включающее установку виртуальных загружаемых модулей Novell VLMs - Virtual Loadable Modules), гарантирует простоту подсоединения адаптера к сети.

Централизованное управление каждым сетевым ПК осуществляется с помощью встроенного ПО, включающего в себя пакет FlashWorks и программу поддержки DMI (Desktop Management Interface). Пакет FlashWorks 1.6, поставляемый только с адаптерами Intel, позволяет осуществлять централизованное обновление драйверов, при котором новые версии системных драйверов автоматически загружаются во флэш-память каждого установленного в сети адаптера с помощью специальной утилиты. Поэтому администратору ЛВС будет достаточно установить новые драйверы только на файловый сервер. Следует отметить, что во флэш-памяти адаптера сохраняется истори последних пяти изменений конфигурации аппаратного и программного обеспечения. Это позволяет администратору ЛВС вернуться к старой конфигурации сети при обнаружении каких-либо конфликтов вновь установленных драйверов с программным или аппаратным обеспечением.

Другой возможностью адаптеров EtherExpress PRO является антивирусная защита, которая осуществляется до загрузки операционной системы сервера или рабочей станции и включает в себя автоматическое сканирование жестких дисков компьютеров и удаление вирусов, обнаруженных в секторе начальной загрузки.

Адаптер EtherExpress Flash 32 используется в компьютерах с шиной EISA. Он работает в режиме главного абонента шины со встроенным программным обеспечением FlashSet и FlashStart, упрощающим установку в сетях Novell. Адаптер оснащен 32-разрядным процессором фирмы Intel с внутренним четырехканальным контроллером DMA 82596 Ethernet. Высокоскоростной обмен данными во врем операций чтения/записи данных обеспечивает 32-разрядный прямой доступ к системной памяти главного компьютера.

Адаптеры EtherExpress PRO/100 в отличие от EtherExpress PRO/10 поддерживают стандарты как 10BaseT (10 Мбит/с), так и 100BaseTХ (100 Мбит/с), что особенно важно при использовании их в сетях, где установлены коммутаторы и некоторые узлы сети работают в режиме передачи данных со скоростью 100 Мбит/с, а остальные - 10 Мбит/с.

Для увеличения производительности сети адаптеры предусматривают так называемую динамическую передачу, т. е. могут передавать многочисленные кадры Ethernet последовательно, без временной паузы по окончании каждого кадра. Все адаптеры EtherExpress PRO/100 могут работать в режиме 32-разрядного главного абонента шины, что позволяет оптимизировать передачу данных из компьютера в сеть и из сети в компьютер. В них использована технология прямого доступа к шине, позволяющая избежать временного хранения и перекопирования данных. Наиболее мощной моделью семейства PRO/100 является "интеллектуальный" адаптер PRO/100 Smart . Он оснащен RISC-процессором Intel i960, который позволяет резко уменьшить загрузку ЦП компьютера, а также содержит собственную 2-Мбайт оперативную память. Адаптер EtherExpress PRO/100 Smart сертифицирован компанией Novell в качестве MSL-адаптера, т. е. адаптера, применяющегося для связи и синхронизации работы "зеркальных" серверов в отказоустойчивой сетевой операционной системе Novell NetWare SFT III.

Распределенный волоконно-оптический интерфейс передачи данных (FDDI)

Размышления над тем, как повысить производительность сети, являются постоянным источником головной боли для администраторов сетей. Причина - сущест­вование не только 100-Мбит/с Ethernet, но и АТМ (Asynchronous Transfer Mode - асинхронного режима доставки, рассматриваемый ниже). На сегодняшний день самым быстрым и не требующим больших затрат решением продолжает оставаться распределенный волоконно-оптический интерфейс передачи данных (FDDI), предложенный Американским национальным институтом стандар­тов (ANSI). FDDI обеспечивает передачу данных со скоростью 100 Мбит/с между узлами, рабочими станциями и концентраторами на расстояние до двух километров.

В 1994 году примерно 30 фирм предлагали компоненты для FDDI: мосты, маршрутизаторы, шлюзы и концентраторы. В изделиях стандарта FDDI имеются оптические преобразователи на светодиодах, работающие на длине волны 1300 нм. Применяется многомодовый волокно-оптический кабель со ступенчато изменяю­щимся показателем преломления; диаметр световода составляет 62,5 мкм, а диаметр оболочки - 125 мкм. Волоконно-оптические версии FDDI все еще очень дороги. Во многих случаях определяющими факторами при выборе этой технологии являются расстояние между связываемыми узлами и степень защиты. Оптическая передача по волоконно-оптическому кабелю делает данные практически неуязвимыми для помех от расположенной рядом техники и для попыток перехвата.

Основные компоненты сети FDDI

Стандарт FDDI определяет перечень компонентов сети, который включает одно­кратно подключенную станцию (SAS - Single Attached Station), двукратно подключенную станцию (DAS - Dual Attached Station) и концентраторы проводных линий. Соединения однократно подключенных станций с концентраторами имеют топологию звезды (рис. 4). В роли концентраторов могут выступать мэйнфреймы, мини-компьютеры и высокопроизводительные рабочие станции. Разрыв кабеля однократно подключенной станции не выведет из строя всю сеть, потому что концентратор осуществит обход этой станции и продолжит передачу и прием информации.

Рис. 4 Сеть FDDI на двойном кабеле

Такие концентраторы весьма привлекательны для системных интеграторов, по­тому что позволяют подключать к сети от 4 до 16 станций с гораздо меньшими затратами, чем при использовании двукратно подключенных интерфейсов. Кроме того, подключенные к концентраторам устройства можно отключать без какого-либо ущерба для сети в целом. Двукратно подключенное устройство в случае прекращения работы может оказать отрицательное влияние на сеть FDDI, потому что сеть посчитает его неисправным и попытается решить эту проблему путем "заворачива­ния" (на этом явлении мы остановимся ниже). Многие промышленные эксперты полагают, что в структурах сетей FDDI концентраторы будут использоваться для компьютеров PC и других рабочих станций, а более дорогие, но устойчивые к системным отказам интерфейсы двукратного подключения - для мини-компьютеров и мэйнфреймов.

Для подсоединения двукратно подключенных станций в сети FDDI используется двойной кабель. Интерфейс двукратного подключения обеспечивает отказоустойчи­вость системы благодаря своей избыточности. В случае разрыва кабеля сеть выполняет "заворачивание" - включает второе кольцо для обхода отказавшей станции. Сеть продолжает работать, но ее производительность падает. Некоторые поставщики предлагают интерфейсы двукратного подключения с îïòè÷åñêèì îáâîäíûì êàáåëåì, ÷òîáû ñîåäèíåíèå ëåâîé ÷àñòè ñ åå ïðàâîé ÷àñòüþ íå ïðîïàäàëî äàæå ïðè ðàçðûâå êàáåëÿ.

Интегрирование сетей FDDI с существующими ЛВС

Основными средствами объединения сетей FDDI с существующими ЛВС явля­ются мосты с инкапсуляцией данных, транслирующие мосты, мосты с маршрутиза­цией от источника.

Метод инкапсуляции данных, используемый такими фирмами, как Fibronics Inc., позволяет упаковывать данные в формат FDDI по особым алгоритмам. Пакет берется из ЛВС и для прохода по кольцу FDDI инкапсулируется (упаковывается) в FDDI-пакет. Инкапсулирующий мост на стороне приема деинкапсулирует пакет и отправ­ляет его по назначению. В процессах инкапсуляции и деинкапсуляции применяются собственные алгоритмы, вследствие чего инкапсулирующие мосты различных фирм-поставщиков являются несовместимыми с мостами других фирм.

Транслирующие мосты, предлагаемые такими фирмами, как, например, Fiber-Corn Inc., выполняют переадресацию данных методом, не зависящим от протоколов. Транслирующий мост берет пакет из ЛВС (Ethernet, к примеру) и Преобразует его в протокол FDDI. В пункте назначения второй мост преобразует протокол FDDI обратно в протокол исходной ЛВС (или другой протокол).

Основные компоненты расширения ЛВС

Современные компьютерные сети состоят из не­скольких базовых компонентов: концентраторов (hubs), объединяющих компьютеры (ПК, рабочие станции, серверы) в локальные сети; мостов (bridges), расширяющих возможности локальных сетей по под­ключению большего числа компьютеров; маршрути­заторов (routers), объединяющих локальные сети, управляю­щих потоком данных и повышающих безопасность сетей. Вместе эти компоненты, каждый из которых разработан для эффективного решения определенной сетевой проблемы, создают полный ансамбль уст­ройств для построения сетей любого масштаба.

Концентраторы

Изначально локальная сеть предполагала применение кабеля, соединяющего между собой компьютеры. Кабель в этом случае выполняет роль своеобразного «эфира», который ком­пьютеры используют для передачи сообщений. МДС-адреса (media access addresses) в пакетах - порциях информации, передаваемых компьютерами, - опре­деляют источник и приемник этой информации. Со­общения, переданные «в эфир», слышат все компьютеры, а МАС-адреса позволяют им разобраться, кому эти сообщения предназначались. Никаких специаль­ных процедур по резервированию или подготовке канала к передаче не требуется - только «говори и слушай». Простота сетей, построенных на таком «ши­роковещательном» принципе, определила их повсе­местное распространение. Однако с ростом сети об­служивание ее усложняется (при необходимости под­ключить новый компьютер приходится проводить довольно сложные кабельно-монтажные работы), а надежность такой сети стремительно падает (локали­зация вышедшего из строя сегмента кабеля часто ока­зывается сложной, а порой и невыполнимой задачей).

Концентраторы, пришедшие на смену «общему» ка­белю, создали гораздо более гибкую и удобную основу для построения локальных сетей. Концентратор рабо­тает как «повторитель» (первый уровень OSI-ìîäåëè), передавая сигнал, поступивший на один из портов, без изменения на остальные порты. Следовательно, каждый компьютер «слышит» весь трафик в сети, как если бы это была «широковещательная» сеть с общим кабелем. Все разъемные соединения оказываются сосредоточенны­ми в одном месте, упрощая тем самым подключение дополнительных рабочих мест в сеть.

Но концентраторы не решают проблему увеличе­ния полосы пропускания сети - с ростом количества компьютеров увеличивается и количество пакетов в «эфире», что ведет к росту коллизий (наложений па­кетов один на другой) и соответственно к замедлению работы сети в целом. Многосегментные концентра­торы помогают устранить «узкие места», расщепляя сеть на сегменты. Рабочие станции в рамках одного сегмента конкурируют между собой за общую среду передачи данных, не мешая станциям в другом сегмен­те. Таким образом, общая пропускная способность сети увеличивается практически кратно числу сегмен­тов. Поскольку каждый сегмент в многосегментном концентраторе является независимым, то для их сов­местной работы требуется мост, коммутатор или маршрутизатор для передачи пакетов из одного сег­мента в другой, что, в свою очередь, приводит к рос­ту накладных расходов - увеличивается стоимость подключения и время передачи пакета между сегмен­тами. Кроме того, возникает проблема конфигуриро­вания таких систем. Как наиболее оптимальным об­разом разбить станции по сегментам? Какие прило­жения предполагают подключение клиента и серве­ра в рамках одного сегмента? Кому задержка переда­чи данных через коммутатор или мост не повредит? Но к тому моменту, когда ответы на эти и подобные вопросы получены, в сети происходит еще что-ни­будь, что требует дополнительной переконфигурации сетевого оборудования. И поскольку все порты жес­тко привязаны к кабельной системе, работа админи­стратора сводится к бесконечным путешествиям к месту установки концентратора для проведения не­обходимой перекоммутации сети.

Конфигурируемые концентраторы

В этом смысле конфигурируемые концен­траторы значительно облегчают работу ад­министратора. Порты таких концентраторов назначаются различным сегментам программным путем. Благодаря этому администратор получает воз­можность перемещать порты между сегментами с системной консоли с помощью «мыши»; «захватил» порт мышкой, перенес его в другой сегмент - вот и вся работа.

Модульные концентраторы

Модульные концентраторы - это отдельные сетевые устройства (Ethernet- и Token Ring-концентраторы или серверы дистанционного доступа) в корпусах небольшого размера, которые можно устанавливать друг на друга на столе или в стойку. Каждый модульный блок может работать независимо или соединяться с другими общим кабелем - образуя при этом единый комплекс, которым можно управлять с одного рабочего места. В одной такой системе могут совмещаться устройства различных типов, например коммутаторы, маршрутизаторы и ATM-модули.