Coraz większą rolę w naszym życiu zaczynają odgrywać sieci komputerowe. Jest to spowodowane z jednej strony względami ekonomicznymi - wielu użytkowników może korzystać ze wspólnych zasobów drogiego sprzętu jak, np.: duże dyski twarde czy drukarki laserowe. Z drugiej strony, korzystanie z instalacji sieciowych pozwala na coraz lepszą organizację pracy, ułatwioną komunikowaniem się i przesyłaniem informacji na odległość. Budowanie struktur organizacyjnych bez odpowiednich instalacji sieciowych kończyć się może zjawiskami podobnymi do bankowej afery Art B.

Wybór rodzaju sieci, a potem kierowanie jej rozbudową to temat, który dla wielu przedsiębiorstw ma znaczenie strategiczne. Spróbujmy zatem naszkicować niektóre możliwości tego wyboru pamiętając, że pod pojęciem sieci rozumiemy zarówno sprzęt (komputery, adaptery sieciowe, okablowanie, itp.), operacyjne systemy sieciowe (tzw. NOS - Network Operating Systems) jak i sieciowe oprogramowanie użytkowe.

Wspólnota sieciowa, czy prymat serwerów

W świecie sieci LAN (Local Area Network) występują zasadniczo dwa (z punktu widzenia sieciowych systemów operacyjnych) rodzaje instalacji sieciowych - "peer-to-peer" oraz "server-based".

W pierwszej z nich brak jest jakiejkolwiek hierarchii, wszystkie komputery są równoprawne, a każdy z nich może być częściowo i stacją roboczą i serwerem. Są to z reguły sieci niewielkie, łatwe do zainstalowania i tanie. Przykładowo, w biurze, każdy z użytkowników PC może korzystać z drukarki podłączonej do jednego z komputerów, a osoba pracująca przy tym komputerze może kopiować pliki z dysków twardych komputerów swoich kolegów. Inaczej mówiąc, każdy może udzielić innym użytkownikom praw dostępu do swoich zasobów, a specjalny serwer nie jest w ogóle potrzebny. Przykładami systemów operacyjnych dla takich sieci są: NetWare Lite firmy Novell, LANtastic firmy Artisoft czy Windows for Workgroups firmy Microsoft.

Drugi rodzaj konfiguracji LAN to instalacje z serwerem sieciowym ("server-based"). Wewnątrz sieci zostaje wyróżniony jeden lub więcej komputerów (serwery) przeznaczonych do pełnienia roli usługowej wobec innych komputerów (klientów). Sieci te umożliwiają: drukowanie ("print-server"), udostępnianie różnego rodzaju plików ("file-server") oraz usługi związane z łącznością (np. "fax-server"). Mogą one obsłużyć o wiele więcej użytkowników niż sieci z równoprawnymi komputerami. Przykładami systemów operacyjnych dla tych sieci są: AppleShare firmy Apple Computer, LAN Manager firmy Microsoft, LAN Server firmy IBM czy NetWare 2.x, 3.x, 4.0 firmy Novell.

Szybkość transmisji

Jednym z podstawowych parametrów użytkowych sieci jest szybkość przesyłania danych. Im szybsza sieć, tym więcej osób może z niej korzystać. Podstawowy wpływ na szybkość transmisji ma sprzęt - są to techniki typu LocalTalk, ARCnet, Ethernet czy Token Ring. Niektóre ze stosowanych technik (nazywane też standardami sprzętowymi - odpowiadają tzw. warstwie fizycznej wg modelu OSI) są zdecydowanie powolne -przykładem np. właściwa komputerom Apple sieć LAN typu LocalTalk, która potrafi przesyłać dane z szybkością 230 kbps. Dla komputerów typu IBM PC stosowane są techniki ARCnet, Ethernet i Token Ring. Działają one szybciej niż LocalTalk - ARCnet zapewnia przesyłanie 2,5 Mbps, Ethernet 10 Mbps zaś Token Ring 4 Mbps. Dość powszechne już są szybsze wersje tych technik - Token Ring zapewniający transmisję 16 Mbps, czy LocalTalk o szybkości 770 kbps.

Nowszym standardem sprzętowym sieci LAN jest FDDI (Fiber Distributed Data Interface), o szybkości przesyłanie danych 100 Mb/s wzdłuż światłowodowych kabli optycznych. Obok dużej szybkości transmisji charakteryzuje się on brakiem wrażliwości na zakłócenia elektryczne - stąd kable optyczne można przeprowadzać w pobliżu maszyn o wysokim poziomie emisji promieniowaniam elektromagnetycznego oraz łączyć na dużych odległościach bez regenerowania sygnału.

Rozciąganie sieci

Ze względu na straty i tłumienie sygnałów, rozmiar sieci jest ograniczony, np. dla Ethernetu jeden segment kabla może osiągnąć długość do 500 m. Problem ten można rozwiązać stosując urządzenia zwane repeaterami. Repeater przenosi i wzmacnia bity oraz ustala odpowiednie zależności czasowe pomiędzy segmentami sieci - czyli ogólnie rzecz biorąc regeneruje sygnały elektryczne przesyłane z jednego urządzenia sieciowego do drugiego. Repeate (współpracujące na poziomie warstwy fizycznej modelu OSI - Open Systems Interconnections) są niewidzialne dla sprzętu i oprogramowania wyższych poziomów, co dla użytkownika jest tylko zaletą. Niestety, sieć Ethernet ustala pewien największy czas na przejście sygnału pomiędzy krańcowymi użytkownikami instalacji sieciowej. Czas ten określa długość sieci na ok. 2500 m, co pozwala na użycie maximum czterech jednocześnie repeaterów w jednej linii.

Granice zasięgu działania stosowanych typów sieci LAN są różne, stąd też jest to jedno z ważniejszych ograniczeń ich stosowania.

Czasami zasięg działania sieci jest mniej ważnym czynnikiem niż koszty okablowania. W takich przypadkach można stosować sieci bezprzewodowe, wykorzystujące transmisję danych drogą radiową. Nie jest to rozwiązanie szybkie - transmisja może być przeprowadzona w tempie ok. 1 Mbps.

Silne serwery

Cóż nam z szybkiej transmisji w sieci gdy serwer jest powolny, a jego zasoby mizerne. Właśnie te dwa parametry, a mianowicie szybkość przetwarzania serwera (co łączy się z możliwością obsługi większej liczby użytkowników) oraz jego pojemność (zarówno pamięć masowa jak i operacyjna) stanowią o jakości sieci LAN oraz o możliwości jej rozbudowy. Przykładem ograniczeń liczby użytkowników ze względu na szybkość przetwarzania (co łączy się z używanym rodzajem procesora) są serwery NetWare - NetWare 286 może obsłużyć do 100 klientów, NetWare 386 (a więc 32-bitowy) do 250.

Kolejny krok w konstrukcji serwerów, przyspieszający ich pracę polega na stosowaniu kilku procesorów w jednym komputerze. Windows NT Advanced Server, najnowszy sieciowy system operacyjny Microsoftu potrafi obsłużyć serwer zawierający do 4 procesorów, zaś w przyszłości możliwa będzie współpraca z 16-toma procesorami.

Powstają urządzenia wyposażone w całkiem nowe, bardzo szybkie procesory: Pentium oraz 64-bitowe procesory RISC-owe (MIPS R4000/4400 i DEC Alpha APX).

Obecnie serwery zarządzają gigabajtami pamięci masowej i wykorzystują dyski twarde o czasach dostępu mniejszych od 10 ms. Stosowane są 32-bitowe kontrolery dyskowe z buforami typu cache, przyspieszające odczyt i zapis danych.

Jest oczywiste, że najszybszy procesor i dysk twardy nie na wiele się zda przy powolnym wprowadzaniu danych do sieci. Obecnie oferowane są sieciowe adaptery 16- i 32-bitowe, 8-bitowe coraz rzadziej się spotyka.

Serwery zarządzane oddzielnie lub centralnie

Wszystko działa dobrze gdy w sieci występują co najwyżej dwa lub trzy serwery (jak dla NetWare 2.x, 3.x). Każdy z nich ma własną bazę danych (tzw. bindery), zawierającą listę zasobów, użytkowników, grup, praw, haseł, adresów, itp.

Wraz ze wzrostem liczby serwerów sytuacja się komplikuje. Trudno nawet wyobrazić sobie użytkownika, który chcąc korzystać z zasobów sieciowych musi się zarejstrować, a następnie przeglądać zasoby kilkudziesięciu lub kilkuset serwerów - bo i takie sieci są obecnie w użyciu. Aby tego uniknąć wprowadzono pojęcie domeny. Jest to grupa serwerów, która zachowuje się jak pojedynczy, duży serwer (tzw. serwer logiczny). Aby uzyskać dostęp do domeny z jej wszystkimi serwerami wystarczy tylko raz podać ID (Identification Number - numer identyfikacyjny) oraz hasło. Po raz pierwszy pojęcie domeny wprowadził Microsoft w NOS LAN Manager 2.0. Obecnie zarządzanie domenowe stosuje, obok LAN MAnagera 2.2, także LAN Server IBM. Z kolei system Windows NT Advanced Server potrafi zarządzać kilkoma domenami naraz, co umożliwia dostosowanie logicznej struktury sieci do organizacji firmy, w której ją zainstalowano (oddziały, filie, zakłady itp.).

Dla bardzo dużej liczby serwerów sięgającej setek sztuk oraz dla tysięcy użytkowników opracowano zarządzanie globalne takimi sieciami. Przykładami systemów NOS, które to potrafią są: sieć VINES firmy Banyan (nieograniczona liczba użytkowników) czy NetWare 4.0 firmy Novell (do 1000 użytkowników/serwer). Działają one na zasadzie pojedynczej, dużej domeny zarządzanej centralnie, więc użytkownik korzystając z rozproszonych baz danych nie wie, że zawarte są one na wielu oddzielnych serwerach.

Im sieć LAN staje się większa, tym ważniejszą rzeczą staje się unikanie "wąskich gardeł", jak wymienione wcześniej ograniczenia obszarowe, związane z liczbą użytkowników czy szybkością pracy. Pomagają w tym specjalnie opracowane aplikacje do diagnozy kondycji sieci LAN, obrazujące obciążenie sieci i ew. ograniczenia oraz wykrywające usterki. Są one przeważnie częścią większych programów zarządzających, opartych na protokole SNMP (Simple Network Management Protocol).

W następnym numerze przedstawimy dlasze informacje nt. sieci LAN.