Файлові сервери в локальних мережах

4

ЗМІСТ

• ВСТУП 3
• 1. Файлові сервери 4
• 1.1 Термінальна архітектура мережі з майнфреймом 7
• 1.2 Недоліки термінальної архітектури мережі 8
• 1.3 Однорангові локальні мережі. 9
• 2. Міжкомп'ютерний обмін інформацією 11
• ВИСНОВКИ 16
• ЛІТЕРАТУРА 17
• ВСТУП
• Сервер є одною з визначальних ланок будь-якої локальної мережі - інструментом, який не проводить самостійні дії. Сервер за своєю суттю - це ідеальний засіб інтерактивної взаємодії людини з інформацією (звичайно, в електронному виді) - це комп'ютер, що передає ресурси до других комп'ютерів мережі. Його функціональна суть полягає в тому, що серед взаємодіючих в локальній комп'ютерній мережі процесів виділяється деякий особливий процес, що називається серверним і фізично реалізований на сервері. Інші процеси називаються клієнтами. Клієнти посилають серверу повідомлення і чекають від нього реакції у вигляді зворотних повідомлень. Серверів може бути достатньо багато в мережі, і кожен з них може обслуговувати свою групу користувачів.
• В даний роботі розглянуте файлові сервери в локальних мережах.
• 1. Файлові сервери
• Під сервером розуміють комп'ютер, що надає свої ресурси іншим комп'ютерам, яки називаються клієнтами. По суті справи, сервер здійснює обробку та зберігання основної інформації, що знаходиться в комп'ютерній мережі. У зв'язку з рiзноманiтнiстю використовуваної інформації та видів її обробки існують різні типи серверів, найпоширенішим з яких є файловий сервер.
• Під файловим сервером розуміють комп'ютер, який підключений до обчислювальної мережi i використовується для зберігання файлів даних, до яких звертаються робочі станції. З точки зору користувача файловий сервер розглядається як центральний архів, в якому зберігається спільна для всіх робочих станцій інформація.

В протилежність робочій станції файловий сервер - це комп'ютер, який обслуговує всі робочі станції. Він здійснює сумісне використання файлів, що розміщені на його дисках. Файлові сервери - це, як правило, комп'ютери високої швидкодії на базі процесорів Pentium з об'ємом пам'яті ОЗУ більше 8 Мб. Часто файлові сервери забезпечені недорогою клавіатурою і монітором середньої якості. Але файловий сервер майже завжди має не менше одного швидкодіючого накопичувача великої ємності.

Сервери повинні бути високоякісними і високонадійними машинами, оскільки при обслуговуванні всієї мережі вони багаторазово виконують роботу звичайної робочої станції.

Найчастіше файловий сервер виконує тільки ці функції. Але інколи в малих ЛОМ файл-сервер використовується ще й в якості робочої станції.

Файловий сервер може використовувати іншу операційну систему (ОС) ніж робоча станція (РС). ОС NetWork фірми Novell є прикладом мережевої ОС, яка працює тільки на файловому сервері. (Частина NetWork, яка працє на робочій станції і яку називають драйвером, NEXT, VLM лише доповнює DOS, а не заміняє її).

Сервер є, як правило, одною з визначальних ланок будь-якої локальної мережі - інструментом, який не проводити самостійні дії. Сервер за своєю суттю - це ідеальний засіб інтерактивної взаємодії людини з інформацією (звичайно, в електронному виді). Його функціональна суть полягає в тому, що серед взаємодіючих в локальній комп'ютерній мережі процесів виділяється деякий особливий процес, що називається серверним і фізично реалізований на сервері. Інші процеси називаються клієнтами. Клієнти посилають серверу повідомлення і чекають від нього реакції у вигляді зворотних повідомлень. Серверів може бути достатньо багато в мережі, і кожен з них може обслуговувати свою групу користувачів і управляти визначеними базами даних. Робочі станції, які підключаються до серверу, називаються клієнтами. Станції-клієнти - це комп'ютери на робочих місцях співробітників.

Їх взаємовідношення показано на рис 1.1.

Рисунок 1.1. Структура мережної архітектури.

По складу обладнання сервери мало чим вiдрiзняються вiд робочих станцiй, однак до самого обладнання iснують бiльш високi вимоги. Це зв'язано з тим, що файловий сервер повинен достатньо швидко обробляти велику кiлькiсть запитiв вiд всiх робочих станцiй. Для забезпечення потрiбної продуктивностi сервери оснащуються високопродуктивними процесорами, наприклад Pentium II з тактовою частотою 233 Мгц i вище. Можливе використання систем з кiлькома процесорами одночасно.

З метою пiдвищення продуктивностi в серверах широко використовується кеш-пам'ять. Ця надшвидкодiюча пам'ять призначена для тимчасового зберiгання команд i даних, до яких вiдбувається найчастiше звертання.

Приклад мережі з центральним файловим сервером наведено на рис.1.2.

Рис.1.2. Приклад мережі з центральним файловим сервером

Для попередження втрати iнформацiї при роботi з жорсткими дисками в серверах використовується система RAID - надлишковi масиви недорогих дисків. Система RAID включає набiр жорстких дисків, при цьому реалізуються рiзнi режими одночасного запису однієї i тієї ж iнформацiї на декiлька жорстких дисків. Це дозволяє у випадку збою жорсткого диску відновлювати данi з резервної копії, що знаходяться на іншому диску.

Для забезпечення нормальної роботи комп'ютерної мережi та попередження втрати iнформацiї при раптовому відключенні силового живлення сервер повинен живитись вiд джерела безперебійного живлення (UPS). Джерело безперебійного живлення використовує акумуляторну батарею для підтримки працездатності комп'ютера (сервера) на протязі часу, достатнього для збереження даних, закриття програм i нормального завершення роботи. Є “розумні” джерела безперебійного живлення, якi самi коректно згортають роботу сервера, виключають його, а при появi напруги живлення автоматично вiдновлюють роботу системи.

Операційні системи Windows 95 i Windows 98 включають в себе необхідне програмне забезпечення для установки невеликої комп'ютерної мережі, в якій може бути організований спільний доступ до файлів та принтерів. Вам необхідно встановити в кожний Windows-комп'ютер мережевий адаптер (мережеву карту). Якщо організована шинна топологія, то комп'ютери треба з'єднати коаксіальним кабелем через Т-конектори і на кінцях шини встановити термінатори. Якщо використовується зіркоподібна топологія мережі, або мережа Fast Ethernet, то потрібно встановити ще концентратор (HUB) і кожен комп'ютер з'єднати з HUBом відрізком кабелю “вита пара”.

1.1 Термінальна архітектура мережі з майн фреймом

Створення інформаційних систем в термінальній архітектурі з використанням майнфреймів (потужних електронно-обчислювальних машин, розрахованих на колективне використання) має значні історичні традиції. За кордоном і в нашій країні такі комплекси використовувалися на основі електронно-обчислювальних машин великої продуктивності. Перевагою цієї системи є централізована багатопоточна і багатозадачна обробка всієї інформації, що знаходиться в інформаційній системі. Це дозволяє оптимізувати використання дорогих обчислювальних ресурсів високої продуктивності центральної машини. При роботі майнфрейму кожному користувачу та кожному процесу виділяється комплекс інформаційних ресурсів для вирішення поставлених задач. Користувач може спілкуватися з машиною, як за допомогою швидкісних пристроїв вводу - виводу інформації, які належать даному комплексу на базі майнфрейму, так і через термінали, що під'єднані до центральної машини комплексу. Операційні системи мейнфреймів характеризуються стійкістю в роботі, захищеністю і ефективністю використання ресурсів пам'яті, центральних обчислювальних ресурсів та периферійними пристроями вводу - виводу інформації. Така архітектура з часу створення орієнтувалась на ефективне вирішення декількох (або багатьох) різних задач одночасно в режимі розділення часу, тому має розвинуті засоби захисту інформації і захисту від збоїв. Орієнтація операційних систем на роботу великої кількості (до декількох тисяч) користувачів визначила створення розвинутих і швидкісних телекомунікаційних засобів, вбудованих в операційну систему і апаратну частину мейнфреймів, підтримку всіх основних, в тому числі багатопотокових комунікаційних протоколів. Апаратна частина системи, яка розроблялася для можливості роботи без зупинок, відрізняється високою надійністю та стійкістю до відмов. Програмні продукти, що встановлюються тільки на центральну машину, дозволяють достатньо швидко і легко виконувати модифікацію і заміну без шкоди для користувачів системи.

1.2 Недоліки термінальної архітектури мережі

В останній час, як свідчить світова практика, проходить переорієнтація основних споживачів на використання дешевих технічних рішень з використанням нових комп'ютерних технологій. Цей процес можна пояснити наступними причинами:

1. Створенням термінальної системи найчастіше приводить до монополізації постачальником первинної системи всіх послуг по їх розвитку.

2. Інтенсивний розвиток персональних комп'ютерів на основі високошвидкісних процесорних комплексів, насичення ними ринку інформаційних технологій призвело до появи недорогих конкурентних рішень. Зменшення цін на обчислювальні системи на базі потужних мікропроцесорів з одночасним підвищенням їх продуктивності і економічності енергоспоживання робить ці системи привабливими для широкого застосування в сферах, традиційних для мейнфреймів - банки, комунікації, фінансова діяльність, складні корпоративні системи.

3. Вдосконалення системного програмного забезпечення наближає персональні комп'ютери до майнфреймів по таких характеристиках, як продуктивність і надійність, підтримка багатозадачності і багатопоточності. Розробники прикладного програмного забезпечення та інструментальних пакетів, орієнтуючись на персонал менш кваліфікований, ніж у випадку мейнфреймів, випускають продукти краще орієнтовані на користувача і, конкуруючи між собою на широкому ринку, встановлюють на ці продукти ціни суттєво нижчі ніж на програмні продукти такого ж класу для монопольних виробників суперкомп'ютерних систем.

Не заперечуючи важливої ролі суперкомп'ютерів, розробники та інтегратори сучасних інформаційних технологій орієнтуються на використання легко масштабованих і зручних у використанні систем на базі локальних обчислювальних мереж як загального, так і закритого доступу. У такому випадку мейнфрейми можуть розглядатися, як потужні файлові сервери, сервери глобальних баз даних або комунікаційні сервери цих мереж. Перспективи використання цих дорогих при придбанні та експлуатації обчислювальних мереж повинно розглядатися в строгій відповідності з реальною потребою в їх послугах.

1.3 Однорангові локальні мережі

Існує два основні підходи до побудови локальних мереж: мережі типу клієнт - сервер і однорангові мережі. В мережах типу клієнт - сервер використовується виділений комп'ютер (сервер), на якому зосереджуються файли загального призначення і який може представляти різні додаткові ресурси для користувачів. Мережі, в яких комп'ютер одночасно може бути клієнтом і одночасно виконувати функції серверу для інших називаються одноранговими. В таких мережах виділені сервери не використовуються. Існує багато способів зв'язати персональні комп'ютери в єдиний обчислювальний комплекс. Найпростіший полягає в тому, щоб їх з'єднати через послідовні порти. В цьому випадку є можливість копіювати файли з жорсткого диска одного комп'ютера на інший, використовуючи програму із Norton Commander. Щоб отримати “прямий” доступ до жорсткого диску другого комп'ютера, почали розробляти спеціальні мережні плати (адаптери) і програмне забезпечення різного рівня складності.

В простих однорангових локальних мережах функції виконуються не на серверній основі, а по принципу з'єднання робочих станцій одна з одною (кожен з кожним). Прикладом такої мережі є мережна операційна система Windows NT корпорації Microsoft. Ця мережна система призначена для комп'ютерів IBM PC, а також їх аналогів. Системи цього рівня надають можливість групам користувачів сумісно використовувати пам'ять на жорстких дисках і принтери, не закуповуючи спеціальні файлові сервери і дороге мережне програмне забезпечення. Кожний персональний комп'ютер однорангової мережі може виконувати функції, як робочої станції, так і серверу -- режим визначає сам користувач. Мережна операційна система інсталюється на жорсткий диск. Установка мережних плат і з'єднань, як правило, не викликає труднощів навіть у некваліфікованих користувачів, оскільки вона детально описана в документації. Швидкість передачі даних в мережі достатньо висока. Такі мережі призначені для невеликих груп користувачів в офісах і установах.

Це найпростіший режим функціонування локальних мереж, який передбачає, що кожна станція має свої власні ресурси, і при необхідності дозволяє проводити обмін інформацією. Одночасно з обслуговуванням користувача будь-який комп'ютер в одноранговій мережі може брати на себе роль серверу для інших робочих станцій, надаючи їм у користування свої ресурси.

2. Міжкомп'ютерний обмін інформацією

Розглянемо яким чином в ЛОМ проходить міжкомп'ютерний обмін інформацією. Обмін інформацією здійснюється за допомогою протоколів і форматів повідомлень.

Протоколи можна поділити на три рівні : низького рівня, середнього рівня, для перенаправлення файлів.

В будь-якій ЛОМ мереживі адаптери здійснюють передачу і прийом повідомлень за допомогою кабелів , і тільки наявність певних протоколів обміну перетворює комп'ютери в ту чи іншу ЛОМ.

На самому низькому рівні комп'ютери і мережі обмінюються інформацією один з одним пакетами повідомлень. Ці пакети становлять фундамент на якому базується робота ЛОМ.

Пакети можуть нести довільну інформацію:

· початок сеансу обміну даними;

· передача даних;

· підтвердження прийому пакета даних;

· передача повідомлення всім адаптерам;

· кінець сеансу роботи.

В різних мережах пакети визначаються по-різному, але наступні елементи є загальними для всіх:

· унікальна адреса відправника;

· унікальна адреса отримувача;

· ознака, що визначає вмістиме пакета;

· дані або повідомлення;

· контрольна сума для визначення помилок при передачі.

Зв'язок між комп'ютерами ЛОМ здійснюється за двома основними принципами: визначення колізій (зіткнень) і передача маркера.

Маркер - дуже коротке повідомлення, яке є ознакою того, що мережа вільна.

Прикладами системи на базі принципу визначення колізій і передачі маркера є, відповідно, системи Ethernеt i Toren Ring.

Розглянемо формат пакета Ethernеt.

На рисунку 2.1 показано розміщення і визначення полів пакету в системі Ethernеt.

Рис.2.1.

Приамбула. Це поле довжиною 8 байт , яке використовується для синхронізації пакету. Воно звжди містить код 10101010 в перших 7-ми байтах і 10101011 в останньому.

Призначення. Це поле довжиною 6 байт, яке містить адресу вузла ЛОМ, куди надсилається повідомлення. Старший (лівий) біт в першому байті має спеціальне призначення. Якщо він дорівнює нулю, то це є унікальна фізична адреса. Перші три байти задають адресу групи, а наступні 3 - задають адресу в групі. Якщо ж біт дорівнює 1, то останні байти визначають станції призначення.

Джерело. Це поле має 6 байт і визначає адресу вузла відправника. Старший байт завжди дорівнює нулю.

Тип. Має 2 байта і ідентифікує тип протокола більш високого рівня.

Дані. Воно може мати довжину від 46 до 1500 байт і містить повідомлення.

Контрольна сума. Поле довжиною 4 байта, яке містить залишок зайвої циклічної суми.

Розглянутий протокол працює на низькому рівні. Даний протокол передає дані між комп'ютерами, але не знає нічого про файл-сервер і перенаправлення файлів. Ці протоколи не мають засобів для забезпечення вірної послідовності прийому-передачі даних а також засобів для ідентифікації прикладних програм, що потребують дані.

Протоколи середнього рівня NetBIOS, IPX/SPX, TCP/IP більше відповідають транспортному рівню. Ці протоколи дозволяють комп'ютерам в ЛОМ легко обмінюватись даними.

Протоколи високого рівня призначені для виконання функцій перенаправлення файлів, використовують протоколи середнього рівня, для передачі пакетів повідомлень між РС і файловим сервером.

Незалежно від внутрішньої конструкції кожного окремого протоколу, всі вони мають певні спільні функції і властивості:

Ініціалізація зв”язку. Кожен протокол має засоби для ідентифікації РС по імені, номеру або двох атрибутах. Ця схема є доступною для всіх рівнів передачі інформації. Обмін інформацією між певними вузлами активізується після визначення вузла-адреси (як правило- файлового серверу робочої станції, що ініціює діалог. Ініціююча станція також встановлює один із двох типів діалогу: датаграму і сеанс.

Відправка і отримання даних. Кожен протокол надає засоби для відправки і отримання повідомлень робочими станціями адресата і джерела. Протокол накладає певні обмеження на довжину повідомлень. Крім того, він надає учасника діалогу сеансового типу засоби для визначення статусу діалогу.

Завершення обміну. Протокол надає засоби для коректного завершення діалогу.

Як вже повідомлялось, існує два типи міжкомп'ютерного обміну даними - датаграми та сеанси.

Датаграма - це повідомлення, яке не потребує підтвердження про прийом від приймаючої сторони. Якщо таке підтвердження необхідно, то адресат повинен сам послати спеціальне повідомлення. Для здійснення обміну цим способом приймаюча і передаюча сторони повинні дотримуватись певного протоколу. Кожна датаграма є окремим повідомленням і при наявності декількох датаграм в ЛОМ порядок їх доставки не гарантується. В деяких випадках максимальна довжина датаграм набагато менша, ніж довжина повідомлень в сеансах. Проте, в більшості випадків швидкість передачі датаграм набагато більша ніж швидкість передачі повідомлень у сеансах.

На противагу датаграмам, в сеансі передбачається створення логічного зв”язку для обміну повідомленнями між РС і гарантується отримання повідомлень. В той час, коли датаграми можуть передаватись в будь-який період часу, в сеансах для передачі повідомлень спочатку необхідно виконати деяку підготовчу роботу:сеанс необхідно спочатку встановити, після цього йде передача даних, і після закінчення обміну сеанс необхідно закрити.

Фірма Novell з мережевою ОС NetWork приймає протоколи ІРХ для обміну діаграмами і SPS для обміну в сеансах.

Протокол ІРХ (Internetwork Packet Exchange - міжмережевий обмін пакетами) використовується модулями перенаправлень файлів. Він виконує функції адресації, маршруторування і перемикання в процесі передачі пакетів повідомлень. протокол ІРХ більш швидкодіючий ніж протокол SPХ, 95% доставки інформації - безпомилковий.

Протокол SPХ (Sequenced Packet Exchange - послідовний обмін протоколами) призначений для встановлення діалогу і використовується напротязі сеансу. Для обміну даними по цьому протоколу спочатку необхідно встановити логічний зв”язок між двома учасниками. Після цього повідомлення можуть функціонувати в двох напрямках. Протокол SPХ гарантує передачу інформації в вірній послідовності.

Протоколи високого рівня (їх ще називають протоколами перенаправлення файлів) використовуються фірмами ІВМ і Microsoft в програмних продуктах LAN Manager i LAN Server використовують потокол SМВ (Server Massage Block - Блоки повідомлень сервера). Фірма Novell в ОС NetWork використовує протокол NCP (NetWork Core Protocol - Протокол ядра NetWork). В однорангових ЛОМ інколи використовується протокол SМВ.

Мережеві ОС LAN Manager i LAN Server перехоплюють звернення прикладних програм на РС до функції вводу/виводу і направляють їх на сервер. Здійснюється це таким чином. Програмні модулі на РС, що використовують протокол SМВ і DLR (DOS LAN Requester) відкривають сеанс зв”язку NetBios з програмним забезпеченням LAN Manager або LAN Server, що працюють на сервері. Після цього DLR i сервер обмінюються SМВ- блоками. Фірма ІВМ визначає чотири категорії SМВ- блоків: управління сеансом, доступу до файлів, обслуговування прінтера і повідомлень.

ВИСНОВКИ

У даній роботі було розглянуто файлові сервери в локальних мережах.

Доведено, що під файловим сервером розуміють комп'ютер, який підключений до обчислювальної мережі i використовується для зберігання файлів даних, до яких звертаються робочі станції. З точки зору користувача файловий сервер розглядається як центральний архів, в якому зберігається спільна для всіх робочих станцій інформація.

Також розглянуто яким чином в ЛОМ проходить міжкомп'ютерний обмін інформацією. Доведено, що обмін інформацією здійснюється за допомогою протоколів і форматів повідомлень.

ЛІТЕРАТУРА

1. Буров Є. Комп'ютерні мережі. - Львів: БАК, 1999 - 468 с.

2. Основы современных компьютерных технологий./ Под ред. А.Д. Хомоненко. - СПб.: Корона, 1998. - 448 с.

3. Локальные вычислитильные сети. Принципы построения, архитектура, коммуникационные средства./ Под ред. С.В. Назарова. - М.: Фин. и стат., 1996. - 400 с.

4. Хаусли Т. Системы передачи и телеобработки данных. - М.: Радио и связь, 1994. - 297 с.

5. Халсалл Ф. Передача данных, сети компьютеров и взаимосвязь открытых систем. - М.: Радио и св., 1997. -354 с.