11. МОС LAN Manager на Microsoft и LAN Server на IBM. ЛМ Token Ring на IBM – хардуер, извънмрежови връзки и предаване на данни и Формат на пакета на ЛМ Token Ring

 

 

В ЛМ с MOC LAN Manager работните станции използуват мрежовия софтуер Redirector, а файловият сървер - програмата Server.

Мрежовата операционна система LAN Manager на Microsoft изисква файловият сървер да работи с операционната система OS/2, но в работните станции на мрежата може да бъде заредена както OS/2, така и DOS. Станциите могат да използват и потребителския интерфейс Microsoft Windows. LAN Manager е първата мрежова операционна система, проектирана за работа в среда клиент - сървер.

Двете основни съставни части на LAN Manager са програмите Redirector и Sever. Всяка работна станция в мрежата изпълнява програмата Redirector, с помоща на която приема заявките за входно/изходни операции от операционната си система и ги преадресира към мрежата. Освен това програмата Redirector организира използването на мрежовите ресурси от конкретната станция.

Другата част на LAN Manager - софтуерът Server се инсталира във файловия сървер и изпълнява функции, като например управление на файловете, разпределяне на ресурсите, защита на информацията и използуване на принтера. Тази програма има също и контролна функция, като при възникването на особена ситуация предупреждава за това администратора на мрежата.

Фирмата Microsoft предостави лицензионни права върху LAN Manager на няколко фирми, като 3Com, AT&T и Hewlett-Packard. От друга страна Microsoft пое ангажимента да подпомогне разработката на версията на LAN Manager на фирмата 3Com (3+Open), тъй като 3Com реши да съсредоточи усилията си върху продукти, предназначени за свързване на мрежи, като мостове и маршрутизатори.

 

Предимства на операционната система OS/2

LAN Manager се разпространява с една от версиите на операционната система OS/2, която е оптимизирана за работа в мрежова среда. Използването на LAN Manager заедно с OS/2 (а не с DOS) има следните предимства:

LAN Manager използва предимствата на 32-битовите микропроцесори на Intel (80386 и 80486), като при инсталирането се конфигурира сама в зависимост от типа на сървера. При 32-битови сървери LAN Manager инсталира съответната версия на високопроизводителната файлова система OS/2 - HPF 386. Системата HPF 386 оптимизира работата на файловия сървер чрез използване на кеш памет за каталози и данни. Това ускорява откриването на файловете, тъй като сърверът преглежда каталога в RAM и извлича желания файл незабавно. В този случай не е необходимо сърверът да се насочва към каталозите, записани в диска.

 

LAN Manager като платформа за допълнителни мрежови услуги

 

МОС LAN Manager, използвана заедно с операционната система OS/2, служи като платформа за модули, осигуряващи допълнителни мрежови функции. Софтуерът Communications Server на фирмата DCA и Microsoft свързва локалната мрежа LAN Manager с голяма ЕИМ, както и с мрежа с директни връзки между станциите.

Фирмата Microsoft предлага също допълнителни модули към LAN Manager, които  позволяват да работи с операционната система VMS на фирмата DEC, както и с UNIX. В момента Microsoft разработва модули, които ще осигуряват свързване на LAN Manager с операционните системи MVS и VM за EИM на IBM.

 

Обработка в режим клиент-сървер

 

При обработка в режим клиент-сървер приложната програма в работната станция на потребителя (клиента), т.е. в “близкия край”, използва услугите на сървера, разположен в “далечния край”. Съществуват различни приложни програми за ЛМ, като например програми за електронна поща, за електронни таблици, за управление на проекти и др., но първите софтуерни продукти, проектирани за режим клиент-сървер, са програми за управление на база данни. Пример за такава програма е SQL Server на Microsoft, предназначена за работа LAN Manager.

Сървер, изпълняващ програма за управление на база данни, доставя само записите, заявени от работната станция на клиента, която от своя страна използва софтуера за “близкия край” на системата.

Когато ЛМ с LAN Manager се изпълнява програма за управление на база данни в режим клиент-сървер, в работната станция на клиента се прави заявка за определени записи от друга работна станция в мрежата, служеща като сървер за база данни. Сърверът изпраща към работната станция само специално поисканата информация, а не всички записи от базата данни и цялата програма. Работната станция на клиента използува софтуера си за “близкия край”, за да изведе на екрана получените данни.

Едно от предимствата на режима клиент-сървер при LAN Manager е значителното намаляване на трафика в мрежата; предават се по-малко на брой записи, а и самата програма не се прехвърля в работната станция на клиента. Не е необходимо работните станции да имат високопроизводителни и скъпи микропроцесори, тъй като те изпълняват само програмите за “близкия край”, а не сложния софтуер за управление на база данни.

МОС LAN Manager дава възможност работните станции с операционна система OS/2 да извършват услуги, характерни за мрежи с директни връзки между станциите. Това означава, че работната станция на един потребител може да служи и като сървер за база данни, сървер за принтер или сървер за комуникации.Ограничението при такива услуги е, че само още един потребител от мрежата ( освен работната стнация - сървер) има достъп до ресурсите на сървера.

 

Управление на принтери при LAN Manager

 

Мрежовата операционна система LAN Manager позволява на администратора на мрежата да създаде няколко опашки за принтер, в които се съхраняват временно файловете за отпечатване. За един принтер могат да се създадат няколко опашки и обратно, от една опашка могат да се изпращат файлове за отпечатване към няколко принтера. Администраторът на мрежата определя приоритета на различните задания; например резюметата на докладите могат да получат по-висок приоритет за отпечатване от самите доклади. Администраторът, както и операторите на принтерите могат да отстраняват, прекъсват или променят приоритета на заданията за отпечатване.

 

Допълнителни функции на МОС LAN Manager

 

Фирмата Microsoft предлага редица опции МОС LAN Manager, които осигуряват възможности за разширение на локалната мрежа, помощни средства за програмистите и допълнителни функции за администраторите:

·        Чрез софтуера Servis for Macintosh потребителите на компютри Macintosh могат да се свържат към мрежа LAN Manager и да използуват нейните услуги за файлове и принтери. Тази програма позволява също автоматично архивиране и възстановяване на томове Appel Talk в сървера LAN Manager.

·        LAN Manager осигурява възможност за обмен по протокола ТСР/IP. Тя е структурирана като архитектура с избор на протокол, което означава, че потребителят може да смени протокола, като въведе в командния ред Load TCP или Unload TCP.

·        Опциите TCP/IP Utilities позволяват на потребителите на ЛМ LAN Manager да получават достъп до файлове в мрежи, работещи с TCP/IP, като използват протокола File Transfer Protocol (FTR) на TCP/IP и услугите за терминална емулация Telnet.

·        Услугата Тoolkit for Visual Basic в LAN Manager позволява на програмистите да разработват приложни програми за графичния потребителски интерфейс Microsoft Windows. Този модул включва софтуер за управление на мрежи, работещи с Windows, както и някои служебни програми за следене на характеристиките на мрежите.

·        Програмата General Upgrade LAN Program осигурява миграционен път за програмите на потребителите на мрежовите операционни системи 3+ и 3+Open на фирмата 3Com. Тази функция гарантира пълна съвместимост на тези програми с МОС LAN Manager, без да е необходимо прекодиране на информацията.

 

LAN Manager и локалните мрежи NetWare

 

Тъй като ЛМ NetWare доминира на пазара за мрежи в момента, фирмата Microsoft е принудена да въведе някои функции към LAN Manager, осигуряващи определено ниво на съвместимост с NetWare. Например, версията LAN Manager 2.1 позволява на администраторите на мрежите да прехвърлят файлове от сърверите на ЛМ NetWare в сърверите LAN Manager, въпреки че тези два разнотипни сървера не могат да комуникират директно.

 

LAN Server и операционната система OS/2 2.0

 

При създаването им мрежовите операционни системи LAN Manager на Microsoft и LAN Server на IBM са били подобни, но след това двете фирми са ги развили по различен начин. Когато LAN Server работи заедно с операционната система OS/2 версия 2.0 на IBM, разликата между нея и LAN Manager става очевидна. LAN Server има предимство, поради това че OS/2 2.0 е 32-битовата операционна система. В работните си станции потребителите могат да използват DOS, Microsoft Windows, 16-битовата и 32-битовата версия на OS/2. Засега IBM на предлага LAN Server на компютрите Macintosh.

МОС LAN Server може да сигнализира за неправилно действие на принтерите, за предстоящо препълване на дисковете и за неизправности в захранването. Тези сигнали могат да се интерпретират, както от програма за управление на мрежата на LAN Server, така и от програмата NetView, изпълнявана в голяма ЕИМ.

 

IBM и NetWare

 

LAN Server е основната мрежова операционна система на IBM, но по споразумение с фирмата Novell корпорацията IBM предлага на клиентите си и мрежовата операционна система NetWare. Двете фирми проектират да свържат LAN Server и NetWare така, че комуникациите между двете програми да бъдат прозрачни за потребителтие. От това решение ще се възползват многобройните клиенти на IBM, които имат мрежи LAN Server и мрежи NetWare и искат да ги свържат.

 

Локална мрежа IBM Token Ring Network

 

Независимо от използваната мрежова операционна система, IBM предлага високопроизводителни технически средства за изграждане на ЛМ, която може да свърже стотици работни станции без влошаване на характеристиките, Мрежата IBM Token Ring е с топология звезда/логически кръг и отговаря на стандарта IEEE 802.5 за предаване без модулация при метод за достъп с управляващ маркер. За съобщителна среда служат неекранирани усукани двойки проводници (определени от IBM като кабели тип 3). Могат да се използват също кабели IBM тип 1 или 2, както и влакнесто оптични кабели. Скоростта на предаване на данните е 4 мегабита за секунда(4 Mbs). В мрежата се свързват до 260 устройства чрез екранирани усукани двойки проводници или до 72 устройства - чрез телефонни кабели.

Докато програмата PC LAN Network се изпълнява само в локална мрежа Token Ring, хардуерът на мрежата може да се използва с LAN Server или дори с NetWare на фирмата Novell. Мрежите Token Ring Network работят с програмата NETBIOS, която се зарежда във всяка станция. Хардуерът за тези мрежи се различава от обикновената шинна архитектура (при която винаги има вероятност за конфликти). При кръговата топология в даден момент само една от работните станции притежава управляващия маркер, необходим за изпращането на съобщения.

 

Хардуер на ЛМ Token Ring. Адаптер за ПК

 

Адаптерът Token Ring (http://www.webopedia.com/TERM/T/token_ring_network.html)

съдържа памет с микропрограми, които осигуряват откриване на грешки, съставяне на маркер, разпознаване на адреси и предаване на данни.

Във всеки възел (работна станция) на мрежата Token Ring е необходимо да бъде инсталирана адаптерна платка. Структурата на адаптера е показана на фиг.11.1. Между паметта на работната станция и RAM на адаптера се обменят данни и управляваща информация. Паметта RAM на адаптера е разположена в област от адресното пространство на компютъра, която IBM нарича обща RAM. По този начин се улеснява обменът на информация между адаптера и работната станция.

На фиг.11.1 са показани също и двата интерфейса на адаптерната платка. Интерфейсът Канален слой - LLC използва микропрограми (в ROM), чрез които се осъществяват функциите на подслоя за управление на логическия канал (LLC), определени от стандарта IEEE 802.2. Директният интерфейс дава възможност на потребителските програми да прочитат записите, (свързани например с информация за грешки), поддържани от адаптера.

Адаптерната платка на всяка работна станция от мрежата разпознава маркера и предава данните. Другите мрежови функции на адаптера са разпознаване на кадри, генериране на маркери, разпознаване на адреси, откриване и регистриране на грешки, управление на прекъсвания и откриване на неизправност в линията.

Във всеки кръг от мрежата един от адаптерите се определя за активен монитор на маркера, за разлика от другите адаптери, които са пасивни монитори. Ако предаването на маркера в кръга се прекъсне, станцията с активния монитор трябва да възстанови действието на мрежата. Отбележете, че всяка от останалите адаптерни платки също може да поеме активна роля, в случай на неизправност на активния монитор.

Адаптерната платка се доставя с две програми за диагностика. Адаптерната диагностична програма се използва преди платката да се свърже към кръга. Тази програма проверява изправността на адаптера и свързващите кабели в автономен режим. След свързването на адаптера към кръга втората програма проверява дали той може да изпълнява функциите, необходими за включването на станцията в мрежата.

Адаптерът може самостоятелно да открива постоянните грешки (като например липса на сигнал в приемната му част) и да генерира съответен сигнал, предизвикващ автоматично отстраняване на неизправността в мрежата. Той открива също случайните грешки (например грешни битове в предаваната информация) и съобщава за тях на програмата за диагностика на мрежата.

Адаптерът Token-Ring Network PC Adapter на IBM е подходящ за работни станции в мрежата Token Ring, свързваща IBM РС и съвместимите с тях. Чрез този адаптер персоналните компютри се свързват директно към кръга. За компютрите от фамилията PS/2 съществуват други адаптерни платки Token Ring.

 

Устройство за свързване на работни станции (МАU)

Устойството за свързване на работни станции (MAU) е кабелен концентратор, с помощта на който няколко работни станции (най-много 8) се включват или изключват от кръга.

Устройството за свързване на работни станции (MAU) е кабелен концентратор, с помощта на който няколко работни станции (най-много 8) се включват или изключват от кръга. То се монтира в стойка или в кутия (монтирана на стена или поставена върху маса). Концентраторът е пасивно устройство; той съдържа релейни вериги, чрез които се открива наличието или липсата на сигнали от отделните работни станции. Ако концентраторът открие неизправно устройство или повреден кабел, той изключва съответната работна станция от мрежата и възстановява кръга, с което предотвратява загубването на данни и на управляващия маркер.

На фиг.11.2 е показан начинът за включване на работните станции към кабелния концентратор. Въпреки, че при свързването на станциите конфигурацията наподобява звезда, вътре в концентратора топологията е кръгова.

Всеки концентратор има 10 съединителя. Осем от тях се използват за свързване на работни станции, а останалите два - за връзка с други концентратори.

 

Извърмрежови връзки на Token Ring Network

 

Едно от предимствата на ЛМ IBM Token Ring е това, че IBM осигурява хардуера и софтуера, необходими за свързването  с други мрежи, със системи PBX, с отдалечени ПК и с големи ЕИМ.

 

Мрежови мостове

 

Един от мрежовите възли си използва като мост, свързващ две или повече мрежи Token Ring. В мостовия компютър са инсталирани необходимият софуер и адаптерни платки за всяка от мрежите. Няколко моста могат да се свържат чрез високоскоростен канал, наречен опорна мрежа.

Две мрежи Token Ring могат да се свържат чрез ПК, използван като мост. Всъщност чрез мостове могат да се свържат няколко мрежи Token Ring, във всяка от които има до 260 работни станции. Мостовете са обикновени възли от кръговите мрежи, но изпълняват функции, свързани с маршрутизирането на кадрите с информация между кръговете, след като проверят адресите на получателите, съдържащи се в кадрите.

Както ще видим, когато разглеждаме начина за предаване на маркера между възлите, адресът на получателя, съдържащ се в кадрите с информация, посочва определен кръг и работна станция в него. За да може да извършва това бързо прехвърляне на данните, мостовият компютър е изграден обикновено с микропроцесор  и съдържа две адаптерни платки за мрежи Token Ring, както и програмата за мостове на IBM. Паметта RAM на моста служи като буфер за кадрите, които ще бъдат прехвърлени към възлите от мрежата, посочени като техни получатели.

Няколко моста могат да се свържат чрез високоскоростен канал, наречен опорна мрежа. Опорната мрежа може да бъде високоскоростен канал за връзка и от друг тип, включително и радиочестотен канал от системата за кабелна телевизия. В този случай всеки мост включва модем, който предава данните по широколентовия канал.

 

Предавaне на данни в мрежата Token Ring

 

Мрежата РС Network има шинна топология и използва метода Множествен достъп с откриване на носещата и разпознаване на конфликтите (CSMA/CD); за разлика от нея Token Ring Network не е мрежа със състезателен метод за достъп. Архитектурата на кръговата мрежа с управляващ маркер е такава, че в даден момент само един мрежов възел може да изпраща информация. Ще разгледаме как се приема и предава информация в тази мрежа и как се извършва диагностиката.

Предаваната информация в мрежата е форматирана в кадри. Полетата, от които се състоят кадрите, са показани на фиг.11.3. Забележете, че кадърът съдържа адресите на възела - получател и на работната станция - подател. В големите мрежи, в които много кръгове са свързани чрез мостове, след адресните полета се включва допълнително подполе с маршрутизираща информация (RI). То показва мостовете и последователността, в която данните трябва да преминат през тях, за да достигнат до кръга, включващ станцията получател.

Когато показалецът на една пощенска кутия е вдигнат, раздавачът знае, че в нея има писмо за прибиране. По подобен начин в управляващия маркер, обикалящ кръга, има поредица от битове, която показва на потребителите дали той пренася съобщение или е свободен и може да се използва. Първият байт от полетата за управление на физически слой на мрежата - полето начален разделител, както и полето краен разделител съдържат специален идентификатор на маркера. Един от тези битове се нарича индикатор на маркера; когато индикаторът е 0, маркерът е свободен и може да се използва. Когато възел от мрежата има информация за изпращане, той “улавя” маркера и попълва адресите на получателя и на подателя, както и останалите полета, показани на фиг.11.3. След това променя индикатора на маркера от 0 на 1, което означава, че е подговил информационен кадър.

Информационният кадър се предава в кръга докато достигне до местонзначението си - работната станция, която разпознава своя адрес в полето адрес на получателя. Станцията копира изпратената  информация и връща кадъра към подателя като управляващ маркер.

Когато получи обратно маркера, подателят отделя от него заглавието (първите 15 байта) и предава нов маркер. Новият управляващ маркер преминава по кръга до следващия мрежов възел, който иска да изпрати съобщение. При тази процедура всяка мрежова станция ще може да използва маркера, тъй като на нито един възел не е позволено да предава информация непрекъснато.

За да се предотврати блокирането на работата на мрежите Token Ring в резултат на възникнали грешки, IBM е разработила съответни предпазни средства. Както отбелязахме по-рано, задължителните за всеки възел мрежови адаптерни платки изпълняват функции като разпознаване на кадри и генериране на маркери. Станцията, определена за активен монитор на маркера, изпълнява програмата за управление на мрежата IBM Token Ring Manager Program. Тази програма следи за неустойчиви и постоянни грешки в мрежата.

Неустойчивите грешки са “меки” грешки със случаен характер и обикновено се поправят чрез повторно предаване. Даден възел открива “меките”грешки като наблюдава всички кадри и проверява валидността на цикличните кодове, придружаващи съобщенията. Всеки възел в мрежата следи за появяването на такива грешки и съобщава за тях, ако допускимият праг на повторение се превиши. Операторът на станцията може да използва функцията Soft Error Conditions и да изведе на екрана информация за състоянието на всички възли, които са сигнализирали за неустойчиви грешки. Възелът, който открива такива грешки, активира флага “открита грешка” в последните предавани полета (6 байта) на кадъра.

Освен “меките” грешки съществуват и постоянни грешки, които представляват сериозна заплаха за непрекъснатата работа на мрежата. Когато някой възел изпрати съобщение и получи маркера обратно, той проверява дали станцията получател е активирала в него флага “разпознат адрес”. В случай, че флагът не е активиран, станцията се счита за неизправна. Кабелните концентратори могат да изключат от кръга неизправните възли и да запазят непрекъснато действието на мрежата.

Загубването на сигналите в мрежата може да бъде причинено от неизправност в приемната и/или в предаватлната част на дадена активна станция, или от прекъсване в кабелната система. Мрежовият възел, който се намира след повредения, изпраща специален кадър, наречен насочващ сигнал. Този кадър съдържа адреса на възела подател на сигнала и адреса на непосредствено предхождащия го възел (считан за неизправен). При получаване на този сигнал релейният блок трябва да изключи повредения възел от мрежовия кръг.

Прекъсване в кабелната система на мрежата се локализира трудно. Понякога се налага да  се преконфигурира целия кръг, за да се открие едно единствено прекъсване. Всеки възел може да изпълнява вътрешни диагностични тестове, които откриват повреди и в кабелите и биха могли да послужат в случай, че няма видимо прекъсване в кабелната система на мрежата.