W poprzednim numerze przeanalizowalismy w skrocie rodzaje sieci ze wzgledu na ich logiczna organizacje. Sprobujmy sie teraz przyjrzec fizycznej organizacji sieci i sieciowym systemom operacyjnym.
Topologia sieci
Sposob w jaki polaczone sa komputery w siec nazywamy "topologia sieci". Termin ten dotyczy lokalizacji poszczegolnych komputerow, sposobu i rodzaju okablowania uzytego do polaczenia ich w siec. Zalozenia wstepne jakie przyjmiemy przy projektowaniu sieci sa bardzo wazne przy wszelkiego rodzaju modyfikacjach i pozniejszych rozbudowach; beda rowniez wplywac na efektywnosc dzialania przyszlego systemu komputerowego.
"Bus Topology"
Powyzsze okreslenie jest rozwiazaniem uzywanym w malych sieciach; bardzo czesto tez jest traktowane jako tymczasowe. Podstawowa zaleta (i wlasciwie jedyna) tego rozwiazania jest niski koszt okablowania i jego prosta instalacja. Jest to topologia, ktora mozemy okreslic mianem pasywnej, czyli standardowo nie ma zadnych urzadzen wzmacniajacych sygnal czy tez go rozdzielajacych. Okablowanie jest o tyle proste, iz jednym kablem laczymy kolejno komputery (niejako szeregowo, rys. 1), a na konce tego kabla zakladamy terminatory. Kiedy jeden z komputerow chce sie skomunikowac z serwerem lub innym komputerem, wysyla sygnal, ktory jest odbierany przez wszystkie komputery, ale akceptowany tylko przez ten dla ktorego wiadomosc ta jest przeznaczona, reszta uzytkownikow sieci niejako "lekcewazy" te informacje. Poniewaz informacja w postaci sygnalu elektrycznego biegnie wzdluz calego kabla musi byc w jakis sposob zatrzymana i "wygaszona". Role wygaszaczy absorbujacych sygnal pelnia rezystory ( terminators) umieszczone na koncach kabla. Jezeli koncowka kabla nie bylaby ograniczona terminatorem to wracalaby z powrotem odbijajac sie od "otwartych" koncowek kabla, co spowodowaloby w efekcie zawieszenie poprawnej pracy sieci. W rozwiazaniu tym musimy pamietac o poprawnym umieszczeniu terminatorow.
Glowne zalety tego rozwiazania to:
- prosta, latwa do zrozumienia metoda dzialania,
- niski koszt,
- dolaczanie dodatkowej stacji do istniejacej sieci jest bardzo latwe,
Wady:
- duza ilosc informacji znacznie zwalnia dzialanie sieci. Poniewaz nie ma zadnych regul okreslajacych kiedy poszczegolne komputery maja wysylac informacje, a kiedy ja odbierac, konczy sie na duzej ilosci transmisji, ktore wzajemnie ze soba koliduja i jeszcze bardziej opozniaja przekazanie informacji do odbiorcy (rodzaj "wolnej amerykanki").
- standardowo nie instaluje sie wzmacniaczy sygnalu ( repeater); sygnal w miare podrozowania po sieci traci swoja moc i bardzo czesto jest zbyt slaby aby odbiorca mogl go zinterpretowac poprawnie.
- bardzo ciezko zlokalizowac usterke. Komputery sa polaczone w jeden szereg, tak wiec przerwanie (luzny konektor) w dowolnym miejscu powoduje, iz cala siec przestaje dzialac.
"Star Topology"
Jak sama nazwa wskazuje jest to rozwiazanie polegajace na polaczeniu komputerow w gwiazde. Centralnym punktem "gwiazdy" jest koncentrator ( hub) - rys. 2. Czyli kazdy komputer jest polaczony z koncentratorem niezaleznym kablem. Jest to obecnie najczesciej stosowane rozwiazanie. Kazdy z komputerow wysyla informacje najpierw do koncentratora, ktory w zaleznosci od swojego typu rozsyla te informacje do pozostalych komputerow ( broadcast star) lub przesyla ja do jednego konkretnego komputera ( switched star). Obecnie bardzo czesto stosowana metoda laczenia komputerow w siec jest "hybrid star" - rys. 3. Jest to nic innego jak polaczenie kilku koncentratorow miedzy soba. Przykladem zastosowania takiego rozwiazania moze byc firma, ktora posiada biura na kilku pietrach. Na kazdym pietrze komputery podpiete sa do koncentratora, a koncentratory pomiedzy pietrami polaczone sa miedzy soba. Dzieki temu nie musimy przeciagac kabla na duzych odleglosciach (np. od komputera na 5 pietrze do koncentratora na parterze).
Zalety :
- duza swoboda dodawania dodatkowego komputera do sieci. Podlaczamy kabel miedzy najblizszym koncentratorem a komputerem,
- latwo zdiagnozowac usterke w sieci. Koncentrator i karty informuja nas o stanie komunikacyjnym,
- awaria pojedynczego komputera nie powoduje zawieszenia calej sieci (chyba, ze jest to serwer). Koncentrator odlacza automatycznie uzytkownika z ktorym nie moze sie skontaktowac,
- mozliwosc uzywania roznych rodzajow kabla w tej samej sieci.
Wady:
- awaria koncentratora powoduje zawieszenie calej sieci lub segmentu do niego podlaczonego,
- wieksze sieci wymagaja uzycia drogich urzadzen takich jak: routers, switches…
- wysokie koszty przygotowania okablowania (jeden dedykowany kabel do kazdego komputera do koncentratora).
Pozostale rozwiazania to " Ring" i " Mesh", sa one stosowane znacznie rzadziej, wiec tylko o nich wspomne. W rozwiazaniu typu " Ring" komputery polaczone sa w kolo - rys. 4. Rozwiazanie uzywane w sieciach wymagajacych duzej przepustowosci. Mesh oznacza, ze kazdy komputer jest polaczony z kazdym - jest to bardzo trudne w realizacji przy wiekszej ilosci komputerow, jednakze niezawodne.
Rodzaje okablowania
Obecnie stosuje sie najczesciej dwa rodzaje kabli:
1. UnshieldedTwisted Pair Cat V czyli popularnie nazywana skretka kategorii piatej.
2. Fiber-optic czyli swiatlowod.
Pozostale typy kabli jak coax czy skretka kategorii 3 sa praktycznie rzecz biorac nie stosowane w nowych instalacjach. Twisted Pair kategorii 5 stosowany najczesciej jest w sieciach o architekturze star ( hybrid star) i umozliwia obecnie przekazywanie informacji z szybkoscia do 155 MegaBitow na sekunde na odleglosc do 100 metrow. Swiatlowody sa znacznie drozsze i trudniejsze w instalacji. Stosowane sa w sieciach, ktore wymagaja bardzo duzej przepustowosci lub jako polaczenia na duze odleglosci (w odroznieniu od tradycyjnego kabla w swiatlowodzie informacja przekazywana jest za pomoca fotonow, a nie impulsow elektrycznych). Przepustowosc swiatlowodow wynosi od 100MBs do 2000MBs, a maksymalna odleglosc pojedynczego odcinka siega do kilku kilometrow.
Nowym dynamicznie rozwijajacym sie rozwiazaniem jest laczenie komputerow metoda bezprzewodowa poprzez zastosowanie fal radiowych, microwave, podczerwieni i wreszcie lacz satelitarnych. Sa to jednak rozwiazania bardzo drogie, a tansze (np. podczerwien) dzialaja na bardzo malych odleglosciach - do kilku metrow.
Sieciowe systemy operacyjne
Od wielu lat czolowi producenci oprogramowania walcza na rynku sieciowych systemow operacyjnych probujac wprowadzic swoje rozwiazania. Obecnie najbardziej popularne sa trzy systemy:
Unix
Najstarszy i jednoczesnie najbardziej stabilny system operacyny dla sieci. Bardzo trudny w instalacji i administracji, wymagajacy bardzo drogiego sprzetu - oczywiscie jezeli ma byc zastosowany w rozwiazaniu klient/serwer. Stosowany w sieciach rozleglych WAN. Dobrej jakosci serwery na ktorych moze byc zainstalowany kosztuja nawet $6,000, najtansze sa warte kikuset dolarow. Stosowany w bankach, placowkach badawczo-naukowych i w instytucjach, ktorych glownym rodzajem informacji przekazywanej w sieci jest tekst lub liczby, a wymagany jest szybki serwer o bardzo duzej mocy obliczeniowej. Obecnie istnieje bardzo duzo implementacji tego systemu na roznych poziomach (np linux czesto stosowany na peers). Jednakze klasycznie unix jest oprogramowaniem dla bardzo duzych serwerow lub serwerow internetowych. Najwieksza jego zaleta jest stabilnosc.
Novell NetWare
System, ktory do niedawna absolutnie dominowal w malych, srednich i wiekszych sieciach. Obecnie mocno nadszarpniety przez Windows NT Microsoft-u. Jednym z powodow spadku popularnosci NetWare bylo zbyt pozne dostosowanie systemu do zastosowan internetowych, wysoki koszt administracji i wyzszy koszt niz konkurenta - Microsoft Windows NT Server. Obecnie system zostal dominantem tylko w duzych sieciach, gdzie wymagane jest laczenie kilkudziesieciu (kilkuset) serwerow w jedna calosc. Windows NT jak na razie nie sprawdza sie dla wiekszych sieci (powyzej 10 serwerow w jednej "fermie"). Obecnie Novell promuje na rynku swoja najnowsza wersje NetWare 5.0, w ktorej naprawiono "bledy i spoznienia". Jednakze ciezko bedzie Novellowi odzyskac rynek malych i srednich sieci skutecznie zabierany przez coraz silniejsze Windows NT.
Microsoft Windows NT
Microsoft bardzo dlugo nie mogl wejsc do czolowki firm produkujacych oprogramowanie sieciowe dla serwerow. Dopiero od kilku lat, czyli od wersji NT 4.0 powoli zaczal zabierac rynek firmie Novell. Agresywna reklama, polityka cenowa, jak i brak reakcji ze strony NetWare spowodowala w ostatnim roku szybkie uzyskanie dominacji w obszarze malych i srednich sieci. NT 4.0 jest tak jak Windows 95 wyposazone w prosty i przejrzysty " interface uzytkownika". Zautomatyzowanie bardzo wielu funkcji czyni ten system latwym w administrowaniu. Integracja z Internetem i innymi produktami jest bardzo prosta. Poczatkowe problemy z zabezpieczeniami i stabilnoscia sa skutecznie usuwane (jak tak dalej pojdzie niedlugo bedziemy mieli NT Servis Pack 99 - to jest zart). Windows NT Server jest bardzo czesto uzywany jako system operacyjny serwerow internetowych. Wersja NT 5.0, przepraszam - ostatnio przemianowana na Windows 2000 Server -jest znacznie ulepszona i poprawiona. Powinna ujrzec swiatlo dzienne w pierwszej polowie przyszlego roku.
Sun Solaris
Bardzo dobry (i bardzo drogi) system wywodzacy sie rodem z Unix. Jezeli Sun dotrzyma obietnic dotyczacych obnizenia kosztow i wymogow sprzetowych jak i kompatybilnosci z aplikacjami rodem z "windows" moze byc w najblizszych latach najwiekszym zagrozeniem dla Windows NT i pozostalych graczy na arenie sieciowych systemow operacyjnych.
Jak wynika z tych bardzo powierzchownych charakterystyk sieciowych sytemow operacyjnych najbardziej popularne dla malych sieci (do 50 komputerow) jest obecnie Windows NT. Dla wiekszych - Novell NetWare i odmiany Unixa.
Nalezy tu wspomniec o ostatnio bardzo popularnym pakiecie programow - NT Small Bussines Server. Jest to pakiet Microsoft zaprojektowany z mysla o firmach uzywajacych od 5 do 25 komputerow. Pakiet zawiera w sobie:
- NT Server 4.0 - sieciowy system operacyjny,
- Exchange Server - serwer komunikacyjny, pocztowy SQL Server - serwer baz danych
- Fax Server - oprogramowanie umozliwiajace wysylanie i przyjmowanie faxow przez wszystkich uzytkownikow sieci przy uzyci jednego fax/modemu,
- Proxy Server - oprogramowanie umozliwiajace wszystkim uzytkownikom sieci dostep w tym samym czasie do sieci internet przy uzyciu jednego (lub kilku) analogowych modemow, ISDN lub modemu kablowego
W pakiecie tym Microsoft staral sie wprowadzic jak najwiecej automatycznych mechanizmow, tak aby administracja serwera pracujacego pod kontrola tego oprogramowania byla jak najprostsza.
Wybor wlasciwego rozwiazania logicznego, topologii, sprzetu i oprogramowania sieciowego jest bardzo wazny i nie nalezy robic go na zasadzie "to sa najpopularniejsze rozwiazania, wiec je instalujemy". Kazdy rodzaj biznesu ma swoja specyfike i siec powinna pomagac w dzialalnosci firmy, a nie byc jej utrapieniem.
