Экзамен сети. Блок 1 1 вопрос. История развития ЭВМ
 Скачать 1.08 Mb.
|
|
24 вопрос. Последовательная шина USB Стандарты USB 1.1 и 2.0. Универсальная последовательная шина USB (Universal Serial Bus) является еще одним последовательным интерфейсом. Шина USB позволяет последовательное подсоединение до 127 устройств (вы можете подключать устройство к устройству, если производитель устройства предусмотрел такую возможность). Как и в случае с IEEE, поддерживается «горячее» отключение/подключение устройств, то есть вам для подключения/отключения устройства не нужно выключать питание компьютера. Более того, как и в случае с IEEE, устройства могут получать питание по шине USB, что позволяет обходиться без дополнительных блоков питания. Шина USB появилась в январе 1996 года – тогда была анонсирована версия USB 1.0. Два года спустя, в 1998 году, появилась шина USB 1.1. Практически все устройства версии 1.0 совместимы с USB 1.1, и наоборот – просто изменения были незначительные. Шина USB 2.0 появилась в 2003 году. Она обратно совместима с версиями 1.0 и 1.1. Это означает, что к шине USB 2.0 можно подключить устройства версии 1.0 и 1.1. Определить версию устройства очень легко – по логотипу USB. На рис. 10.1 изображен логотип USB версий 1.0 и 1.1 (сейчас чаще встречается устройство версии 1.1), а на рис. 10.2 – логотип USB 2.0. Шина USB 1.1 может работать в двух режимах: в низкоскоростном и высокоскоростном. В первом скорость обмена составляет 1,5 Мбит/с, во втором – 12 Мбит/с. Технические характеристики шины USB 2.0 практически такие же, но для USB 2.0 предусмотрено три скоростных режима: • Low-speed (скорость 10–1500 Кбит/c) – для устройств ввода (клавиатуры, мыши, джойстиков); • Full-speed (0,5–12 Мбит/с) – различные среднескоростные устройства; • Hi-speed (5–480 Мбит/с) – носители данных, видеоустройства. Теперь о разъемах USB. Разъемы, имеющиеся на задней стенке системного блока (самые обычные USB-разъемы), называются USB типа А. Обычно разъем типа B используется на периферийных устройствах (принтерах, сканерах). USB-кабель для подключения периферийного устройства к компьютеру оснащен разъемом типа B (для подклю че-ния к прин теру/сканеру) и разъемом типа A (для подключения к компьютеру). Кроме разъемов типа A и B, есть еще мини-разъем, который так и называется – mini-USB. Обычно он используется для подсоединения USB-кабеля к цифровому фотоаппарату, мобильному телефону. При этом один конец кабеля – mini-USB, а второй – типа A. USB 3.0. В настоящее время стандарт USB 3.0 еще не принят, но уже находится на стадии разработки. Предполагается, что он будет передавать сигналы с помощью оптоволоконного кабеля. USB 3.0 будет обратно совместим с версиями 2.0 и 1.1. Сейчас над созданием USB 3.0 работают следующие компании: Intel, Microsoft, Hewlett-Packard, Texas Instruments, NEC и NXP Semiconductors. Планируемая скорость передачи данных (пиковая) – 4,8 Гбит/с. 25 вопрос. Стандарт IEEE 1394 IEEE 1394 (FireWire, i-Link) — последовательная высокоскоростная шина, предназначенная для обмена цифровой информацией между компьютером и другими электронными устройствами. Различные компании продвигают стандарт под своими торговыми марками: Apple — FireWire Sony — I.LINK Yamaha — mLAN TI — Lynx Creative — SB1394 Кабель представляет собой 2 витые пары — А и B, распаянные как A к B, а на другой стороне кабеля как B к A. Также возможен необязательный проводник питания. Устройство может иметь до 4 портов (разъёмов). В одной топологии может быть до 64 устройств. Максимальная длина пути в топологии — 16. Топология древовидная, замкнутые петли не допускаются. При присоединении и отсоединении устройства происходит сброс шины, после которого устройства самостоятельно выбирают из себя главное, пытаясь взвалить это «главенство» на соседа. После определения главного устройства становится ясна логическая направленность каждого отрезка кабеля — к главному или же от главного. После этого возможна раздача номеров устройствам. После раздачи номеров возможно исполнение обращений к устройствам. Во время раздачи номеров по шине идет трафик пакетов, каждый из которых содержит в себе количество портов на устройстве, а также ориентацию каждого порта — не подключен/к главному/от главного, а также максимальную скорость каждой связи (2 порта и отрезок кабеля). Контроллер 1394 принимает эти пакеты, после чего стек драйверов строит карту топологии (связей между устройствами) и скоростей (наихудшая скорость на пути от контроллера до устройства). Операции шины делятся на асинхронные и изохронные. Асинхронные операции — это запись/чтение 32-битного слова, блока слов, а также атомарные операции. Асинхронные операции используют 24-битные адреса в пределах каждого устройства и 16-битные номера устройств (поддержка межшинных мостов). Некоторые адреса зарезервированы под главнейшие управляющие регистры устройств. Асинхронные операции поддерживают двухфазное исполнение — запрос, промежуточный ответ, потом позже окончательный ответ. Изохронные операции — это передача пакетов данных в ритме, строго приуроченном к ритму 8 КГц, задаваемому ведущим устройством шины путем инициации транзакций «запись в регистр текущего времени». Вместо адресов в изохронном трафике используются номера каналов от 0 до 31. Подтверждений не предусмотрено, изохронные операции есть одностороннее вещание. Изохронные операции требует выделения изохронных ресурсов — номера канала и полосы пропускания. Это делается атомарной асинхронной транзакцией на некие стандартные адреса одного из устройств шины, избранного как «менеджер изохронных ресурсов». 26 вопрос. Интерфейс IrDA,Bluetooth, основные профили IrDA (Infrared Data Association). Инфракрасный порт, ИК-порт. Разработан фирмой Hewlett-Packard в 1993 г. и стандартизован международной некоммерческой организацией Infrared Data Association в 1994 г. Принцип действия основан на передачи данных через оптический канал в инфракрасном диапазоне посредством светодиода (выступает в качестве передатчика) и фотодиода (играет роль приемника). Передача информации посредством инфракрасной связи осуществляется по следующим протоколам: IrPHY, IrLAP, IrLMP, IrCOMM, Tiny TP, IrOBEX, IrLAN, IrFM. С их помощью можно осуществлять физическое подключение, передачу служебной информации, разбивать большие куски информации на фрагменты и собирать их обратно, подключать ИК-устройства к локальным сетям и благодаря технологии «Point & Pay» осуществлять мгновенные платежи. При использовании данных протоколов на расстоянии до 1 м между передающим и принимающим устройством скорость обмена данными может варьироваться в пределах от 9.6 кб/с до 100 мб/с в зависимости от используемой спецификации. В достоинства интерфейса можно записать невесокую стоимость реализации и простоту организации соединения (минимальные аппаратные и программные настройки, отсутствие проводов). Недостатки – далеко не всегда удается получить обещанные 100 мб/с, и даже 16 мб/с большая редкость. К тому же для организации связи по данному интерфейсу необходима прямая видимость между обоими устройствами, создать которую подчас бывает весьма затруднительно (представьте, что вы, к примеру, едете в транспорте). Bluetooth. Разработан фирмой Erricson и оформлен группой Bluetooth SIG (Special Interes Group), основанной в 1999 г. корпорациями Sony Erreicson, IBM, Intel, Toshiba и Nokia, а позднее дополненной многими вновь вступившими в нее компаниями. Принцип действия Bluetooth основан на передаче данных между двумя и более устройствами по радиоканалу. Радиосвязь осуществляется в ISM(Industry, Snience and Medicine)-диапазоне (а именно 2.4 – 2.48 GHz).Спектр сигнала формируется по методу FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum), широкополосный сигнал по методу частотных скачков), достоинствами которого являются устойчивость к помехам и простота реализации в устройствах. О способе связи можно понять из названия метода, по которому она осуществляется. Частота, на которой общаются передающее и принимающее устройство, за секунду успевает смениться 1600 раз. Следующая частота выбирается псевдослучайно каждые 625 мкс (микросекунд), называемые одним временным слотом, и известна только передатчику и приемнику. Такая «непостоянность» позволяет добиться конфиденциальности передаваемый информации и является составной частью системы защиты от несанкционированного доступа к передаваемому потоку данных. Без помехустойчивого кодирования поддерживается передача данных со скоростью 723.2 кб/с с обратным каналом 57.6 кб/с или 433.9 кб/с в обоих направлениях. В Bluetooth 1.0 и 1.0B возникали определенные проблемы между соединяющемися по радиоканалу устройствами, да и необходимость передачи адреса устройства отменяла любую конфиденциональность пересылки информации, что записывало жирный минус "в пользу" Bluetooth данной версии. В следующей, 1.1 версии было исправлено много ошибок, найденных в 1.0 и 1.0B, и к тому же добавлена поддержка нешифрованных каналов и возможность индикации мощности принимаемого сигнала (RSSI). Протокол версии 1.2 оснащен технологией адаптивной перенастройки рабочей частоты (AFH), что позволило улучшить поведение радиосигнала под влиянием электромагнитных помех путем использования разнесенных частот в последовательности перестройки. Кроме удалось поднять планку скорости передачи данных и включить в Bluetooth 1.2 технологию eSCO, которая позволяет передавать по Bluetooth голос с повышенным качеством путем повторения поврежденных пакетов. Достоинством версии 2.0 стандарта стало повышение скорости до 2.1 мб/с. Bluetooth 2.0 обратносовместим со своими предшественниками. У стандарта Bluetooth существует множество профилей, среди которых передача аудиопотока (профиль A2DP), пересылка изображений (BIP), передача информации на принтер (BPP), беспроводная телефония (CTP), доступ к интернету и другому телефонному сервису через Bluetooth (DUN) и др. Всего профилей более 20, поэтому все их здесь я описывать не буду. Для обеспечения конфиденциальности передаваемой по Bluetooth информации применяется алгоритм аутентификации и генерации ключа. 27 вопрос. Интерфейсы WiFi, WiMax, стандарт 802.11 Wi-Fi - это современная и перспективная беспроводная технология, которая использует радиоканалы для передачи данных. Данная технология предполагает наличие точки доступа/маршрутизатора Wi-Fi (стандарты 802.11a/b/g/n), которая обеспечивает стабильный доступ к сети из некоторой области радиусом до 45 метров в помещении и 90 метров на открытом пространстве (радиус действия зависит от многих условий и в вашем случаем может меняться). Основные стандарты Wi-Fi: IEEE 802.11 - определяет набор протоколов для самых низких скоростей передачи данных и является базовым стандартом WLAN. IEEE 802.11a - Протокол не совместим с 802.11b и несет в себе более высокие скорости передачи чем 11b. Использует частотные каналы в спектре 5GHz. Максимальная пропускная способность до 54Мбит/c. IEEE 802.11b - стандарт использует более быстрые скорости передачи и вводит больше технологических ограничений. Использует частотные каналы в спектре 2.4GHz. Максимальная пропускная способность до 11Мбит/c. IEEE 802.11g - стандарт использует скорости передачи данных эквивалентные 11а. Используются частотные каналы в спектре 2.4GHz. Протокол совместим с 11b. Максимальная пропускная способность до 54Мбит/c. IEEE 802.11n - на данный момент это cамый передовой коммерческий Wi-Fi стандарт, который использует частотные каналы в спектрах 2.4GHz и 5GHz. Совместим с 11b/11a/11g. Максимальная пропускная способность до 300 Мбит/c. Для более детального представления, привожу сравнительную таблицу стандартов беспроводной связи, в которой содержится подробная информация о таких технологиях как: Wi-Fi, WiMax, Bluetooth v 1.1, Bluetooth v 2.0, Bluetooth v 3.0, UWB, ZigBee, инфракрасный порт. Сравнительная таблица беспроводных стандартов связи Wi-Fi, WiMax, Bluetooth v 1.1, Bluetooth v 2.0, Bluetooth v 3.0, UWB, ZigBee, инфракрасный порт. Публичные хот-споты (hot spot - точка подключения к беспроводной сети WLAN, а если дословно то "горячее место", "горячая точка") часто встречаются в местах общественного пользования: аэропортах, вокзалах, гостиницах, ресторанах, кафе, магазинах, библиотеках. Подключиться к таким сетям можно свободно на территории заведения или недалеко от него. В некоторых требуется авторизация, при этом логин и пароль вам выдадут после того, как вы оплатите услуги этого заведения. Преимущества Wi-Fi: Долой провода. . Глобальная совместимость. Wi-Fi - это семейство глобальных стандартов (несмотря на некоторые ограничения, существующие в разных странах), поэтому по идее устройство, произведенное в США, должно прекрасно работать в странах СНГ. И наоборот. Недостатки Wi-Fi: Правовой аспект. В различных странах по разному подходят к использованию частотного диапазона и параметрам передатчиков/приемников беспроводного сигнала стандартов IEEE 802.11. В одних странах, к примеру, требуется регистрация всех Wi-Fi сетей, работающих вне помещений. В других налагается ограничение на используемые частоты или мощность передатчика. В странах СНГ использование Wi-Fi без разрешения на использование частот от Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ) возможно для организации сети внутри зданий, закрытых складских помещений и производственных территорий. Если вы хотите связать радиоканалом два соседних дома, рекомендуется обратиться в вышеупомянутый надзорный орган. Стабильность связи. Стандартные домашние Wi-Fi маршрутизаторы распространенных стандартов 802.11Ь или 802.11g имеют радиус действия порядка 40-50 метров в помещении и до 90 метров снаружи. Некоторые электронные устройства (микроволновка), погодные явления (дождь) ослабляют уровень сигнала. Также расстояние зависит от рабочей частоты и других факторов. Более детально узнать о факторах, которые влияют на беспроводную связь Wi-Fi вы можете здесь. Перекрестные помехи. При большой плотности точек доступа могут возникнуть проблемы доступа к открытой точке доступа при наличии рядом хотспота, работающего на том же или соседнем канале и использующем шифрование. Факторы производства. К сожалению, производители не всегда четко придерживаются стандартов, поэтому некоторые устройства могут работать нестабильно или на меньших скоростях. Энергопотребление. Достаточно высокое потребление энергии, что уменьшает время жизни батарей и повышает температуру устройства. Безопасность. Стандарт шифрования WEP, по-прежнему остается одним из популярных и относительно легко взламываемых, а более совершенный протокол WPA, к сожалению, не поддерживают многие старые точки доступа. Более надежным и совершенным на сегодня считается протокол WPA2. Ограниченная функциональность. При передаче небольших пакетов данных к ним присоединяется большое количество служебной информации, что ухудшает качество связи. Поэтому Wi-Fi не рекомендуется использовать для работы в IP-телефонии, использующей протокол RTP: качество связи не гарантировано. WiMAX WiMax - это аббревиатура расшифровывается как Worldwide Interoperability for Microwave Access, что дословно в переводе означает "Международное взаимодействие для микроволнового доступа". Технология использует высокую степень защиты для передачи данных, что идеально подходит для ведения бизнеса. В WiMAX используется тройное шифрование данных посредством алгоритма DES 3. WiMAX базируется на стандарте IEEE 802.16 (не путать с IEEE 802.11). Сеть на базе этой технологии строится на основе базовых и абонентских станций и оборудования, связывающего между собой базовые станции, с поставщиком Интернета и других сервисов. Используемый рабочий диапазон от 1,5 до 11 ГГц. Скорость может достигать 70 Мбит/с. Не требуется прямая видимость между базой и приемником. Для связи между базами используются частоты от 10 до 66 ГГц. Скорость может достигать 120 Мбит/с. Необходима прямая видимость между базами и наличие хотя бы одной базы, подключенной к сети Интернет с помощью проводных технологий. Радиус действия - 6-10 км для "статичных" абонентов и 1-5 км -для "мобильных", передвигающихся на скорости до 120 км/ч. Особенности Wi-Fi и WiMAX. Аутентификация поддерживается как часть взаимного уровня цифровых сертификатов Х.509 (РК1). Устройства WiMAX имеют уникальные сертификаты, один для данного типа устройств, один для данного производителя. По сути, достигается защита потоков данных, заслуживающая полного доверия. По этой причине на базе WiMax даже появляются виртуальные частные, конфиденциальные сети (VPN). Они дают возможность сформировать защищенные коридоры, служащие для передачи информации как удаленным пользователям, так и с сотрудниками компании. В условиях города и частного сектора не смотря на постройки, деревья и даже погоду, WiMAX способен по средством радиоканала передавать необходимые данные. Провайдер установив передатчики WiMAX в разных частях города открывает огромную по нынешним меркам возможность подключения к Интернету в доступной зоне действия сети. Кроме этого, WiMAX может быть использован для голосовой и видео-связи высокого качества. Как вы понимаете, WiMAX призван решить три основных требования к сетевым соединениям, высокую пропускную способность, надёжность и мобильность. За технологией WiMaX будущее потому что она дает возможность выполнять работу по проектам в любом месте и открывает доступ ко всем вашим бизнес-приложениям. 28 вопрос. Основная память ПК, физическая структура, Назначение и классификация кэш-памяти. Память в персональном компьютере делится на внутреннюю, расположенную на системной плате и внешнюю. Внутренняя память в свою очередь можно разделить на КЭШ - память и основную память. Регистровая КЭШ - память - высокоскоростная память, являющаяся буфером между оперативной памятью и микропроцессором, позволяющая увеличивать скорость выполнения операций. Создавать ее целесообразно в персональном компьютере с тактовой частотой задающего генератора 40 МГц и более. Регистры КЭШ - памяти недоступны для пользователя, отсюда и название КЭШ (Cache), в переводе с английского означает "тайник". По принципу записи результатов различают два типа КЭШ -памяти: КЭШ - память "с обратной записью" - результаты операций прежде, чем записать их в ОП, фиксируются в КЭШ -памяти, а затем контроллер КЭШ - памяти самостоятельно перезаписывает эти данные в ОП; КЭШ - память "со сквозной записью" - результаты операций одновременно, параллельно записываются и в КЭШ - память, и в ОП. Микропроцессоры начиная от МП 80486 имеют свою в с т р о е н н у ю КЭШ - память (или КЭШ - память 1-го уровня), чем, в частности, и обуславливается их высокая производительность. Микропроцессоры Pentium и Pentium Pro имеют КЭШ - память отдельно для данных и отдельно для команд, причем если у Pentium емкость этой памяти небольшая - по 8 Кбайт, то у Pentium Pro она достигает 256 - 512 Кбайт. Следует иметь в виду, что для всех МП может использоваться д о п о л н и т е л ь н а я КЭШ - память (КЭШ -память 2-го уровня), размещаемая на материнской плате вне МП, емкость которой может достигать нескольких мегабайтов. 29 вопрос. Основные типы модулей ОЗУ, основные типы оперативной памяти, их различия Наиболее распространенным типом памяти в настоящее время является DDR SDRAM (Double Data Rate). Модули с таким типом памяти имеют 184 контакта и размещаются в соответствующем разъеме на материнской плате. Оперативная память обычно обозначается в прайс-листах таким образом: DDR 256Mb, PC3200. 256Мb — это объем памяти, а 3200 — показатель того, что пропускная способность модуля оперативной памяти 3200 Мегабайт в секунду. Существует четыре типа оперативной памяти: SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory): память, которая синхронизована с системным генератором. Это значит, что время ожидания готовых данных невелико. Но данный тип памяти вытесняется конкурентными типами DDR и DDR2. DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM): может осуществлять две операции за один такт работы системного генератора. Это значит, что пропускная способность модуля памяти значительно увеличивается. DDR2 SDRAM: может осуществлять четыре операции за один такт работы системного модуля. Соответственно, пропускная способность больше. Кроме этого, этот тип памяти отличается значительно более низким энергопотреблением и тепловыделением. RIMM (RDRAM, Rambus DRAM): производится компанией Rambus, отличается от DDR более высокой тактовой частотой, увеличение которой достигается в результате уменьшения разрядности шины. Недостаток — существенные задержки при работе модуля и высокая цена. Типы оперативного запоминающего устройства ОЗУ. Модули памяти бывают двух типов: статическая (SRAM) и динамическая (DRAM). В статической оперативной памяти (Static Random Access Memory) используются триггеры, которые работают на высокой скорости, так как триггеры, используемые в ней, собраны на основе вентилей (вентиль – базовый элемент цифровой схемы), а, как известно, время задержки этих самых вентилей крайне мало. - Основные достоинства: высокая скорость обработки и хранения данных за счет триггеров. - Основные недостатки: дороговизна и повышенные требования к размерным характеристикам модулей. Такие минусы данного типа ОЗУ не позволяют использовать её в настольных компьютерах, а потому роль SRAM сводиться к работе в узкоспециализированных системах. Динамическая оперативная память (Dynamic Random Access Memory) – это упрощённый тип микросхемы, где для хранения одного разряда используется только один конденсатор и транзистор (реже, два). При таком конструктивном подходе удается значительно снизить стоимость модуля. Однако со временем конденсаторы начинают терять свою емкость «стекают», то есть через некоторый промежуток времени они разряжаются сами собой, притом, чем меньше ёмкость конденсатора, тем быстрее происходит цикл разряда. Для устранения такого недостатка, используется регенерация, которая возобновляет все заряды в транзисторах. Такая процедура занимает довольно много времени, что ещё больше замедляет работу всей системы. - Основные достоинства: упрощенная микросхема и дешевая стоимость модуля памяти. - Основные недостатки: низкая скорость обработки данных и быстрый разряд конденсаторов. На данный момент широко используются именно модули памяти DRAM. 30 вопрос. Логическая структура оперативной памяти, EMS,HMA Логическая структура оперативной памяти делитя на несколько областей (зон, разделов): 1. Conventional memory – основная память; 2. UMA (Upper Memory Area) – верхняя память; 3. HMA (High Memory Area) – область верхней памяти или область верхних адресов; 4. XMS (eXtended Memory Specification) – дополнительная память; 5. EMS (Expanded Memory Specification) – расширенная память; Зачем нужен весь этот геморрой с разделением памяти на области? Тянется это еще с компьютеров PC/XT, когда рабочее пространство оперативной памяти составляло 1 Мбайт. Это пространство было разделено на области, в одну область грузились специальные программы DOS, в другую – все остальное. Деление, по началу было пополам: по 512 Кбайт для каждой области. Затем было решено, что для обслуживания системы вполне хватит 384 Кбайт. Это означало, что для всего остального оставалось уже 640 Кбайт. Сегодня объем оперативной памяти шагнул за сотни мегабайт, но деление осталось и еще более усложнилось. Основная память (Conventional memory) Начинается с адреса 00000 (0000:0000) и до 90000 (9000:0000). Это занимает 640 Кбайт. В эту область грузится в первую очередь таблица векторов прерываний, начиная с 00000 и занимает 1 Кбайт, далее следуют данные из BIOS (счетчик таймера, буфер клавиатуры и т. д.), а затем уж всякие 16 разрядные программы DOS (для них 640 Кбайт – барьер, за который могут выскочить только 32 разрядные проги). На данные BIOS’а отводится 768 байт. EMS расширенная память (EMS). Находится эта область в верхней памяти и занимает порядка 64 Кбайт. Использовалась она лишь в старых компах с оперативной памятью до 1 Мбайта. В силу своей спецификации это достаточно медленная область. Дело в том, что расширенная память – это один из многих коммутируемых сегментов. После того, как сегмент заполнится, происходит смена использованного сегмента новым. Но работать можно только с одним сегментом, а это, Вы сами должны понимать, не совсем хорошо, удобно и быстро. Как правило первый сегмент EMS находится по адресу D000. HMA В дополнительной области, в самом начале ее первого мегабайта выделена зона, объем которой равен 64 Кбайт минус 16 байт. Называется это областью верхних адресов (HMA). История появления этой области лежит корнями глубоко и тянется аж к 80286 процессору, а точнее к ошибке в его схеме. 80286 процессор имел уже 24 разрядную шину адреса, работал в реальном и защищенном режимах и мог адресовать до 16 Мбайт памяти. Возьмем сегментный адрес FFFF:FFFF и переведем его в линейный, получим 10FFEF. Такой адрес 8086 камень адресовать не мог, так как это уже во втором мегабайте памяти. В подобных случаях делалось просто – откидывался старший разряд. Получится 0FFEF, а это уже обращение на 16 байт от конца первого сегмента в 64 Кбайт первого мегабайта памяти. 80286 процессор работая в реальном режиме должен был поступать также. Но в этом режиме 21 линия шины адреса (А20) не отключалась и оставалась в работе. А значит получалось в данном случае обращение на 16 байт от конца первого сегмента в 64 Кбайт второго мегабайта памяти. Не все проги могли тогда работать таким образом и инженеры нашли способ включать и отключать линию А20. Для этих целей использовался специальный контроллер. Для управления HMA используется уже известный нам HIMEM.SYS. 31 вопрос. Дайте краткую характеристику дисковых массивов RAID RAID 0. Дисковый массив без отказоустойчивости (Striped Disk Array without Fault Tolerance) Представляет собой дисковый массив, в котором данные разбиваются на блоки, и каждый блок записываются (или же считывается) на отдельный диск. Таким образом, можно осуществлять несколько операций ввода-вывода одновременно. Преимущества: наивысшая производительность для приложений требующих интенсивной обработки запросов ввода/вывода и данных большого объема; простота реализации; низкая стоимость на единицу объема. Недостатки: неотказоустойчивое решение - отказ одного диска влечет за собой потерю всех данных массива. RAID 1. Дисковый массив с дублированием или зеркалка (mirroring) Зеркалирование - традиционный способ для повышения надежности дискового массива небольшого объема. В простейшем варианте используется два диска, на которые записывается одинаковая информация, и в случае отказа одного из них остается его дубль, который продолжает работать в прежнем режиме. Преимущества: простота реализации; простота восстановления массива в случае отказа (копирование); достаточно высокое быстродействие для приложений с большой интенсивностью запросов. Недостатки: высокая стоимость на единицу объема - 100% избыточность; невысокая скорость передачи данных. RAID 2.Отказоустойчивый дисковый массив с использованием кода Хемминга (Hamming Code ECC). Избыточное кодирование, которое используется в RAID 2, носит название кода Хемминга. Код Хемминга позволяет исправлять одиночные и обнаруживать двойные неисправности. Сегодня активно используется в технологии кодирования данных в оперативной памяти типа ECC и кодировании данных на магнитных дисках. Преимущества: быстрая коррекция ошибок ("на лету"); очень высокая скорость передачи данных больших объемов; при увеличении количества дисков, накладные расходы уменьшаются; достаточно простая реализация. Недостатки: высокая стоимость при малом количестве дисков; низкая скорость обработки запросов (не подходит для систем ориентированных на обработку транзакций). RAID 3. Отказоустойчивый массив с параллельной передачей данных и четностью (Parallel Transfer Disks with Parity) Данные разбиваются на подблоки на уровне байт и записываются одновременно на все диски массива кроме одного, который используется для четности. Использование RAID 3 решает проблему большой избыточности в RAID 2. Большинство контрольных дисков, используемых в RAID уровня 2, нужны для определения положения неисправного разряда. Но в этом нет нужды, так как большинство контроллеров в состоянии определить, когда диск отказал при помощи специальных сигналов, или дополнительного кодирования информации, записанной на диск и используемой для исправления случайных сбоев. Преимущества: очень высокая скорость передачи данных; отказ диска мало влияет на скорость работы массива; малые накладные расходы для реализации избыточности. Недостатки: непростая реализация; низкая производительность при большой интенсивности запросов данных небольшого объема. RAID 4. Отказоустойчивый массив независимых дисков с разделяемым диском четности (Independent Data disks with shared Parity disk) Данные разбиваются на блочном уровне. Каждый блок данных записывается на отдельный диск и может быть прочитан отдельно. Четность для группы блоков генерируется при записи и проверяется при чтении. RAID уровня 4 повышает производительность передачи небольших объемов данных за счет параллелизма, давая возможность выполнять более одного обращения по вводу/выводу одновременно. Главное отличие между RAID 3 и 4 состоит в том, что в последнем, расслоение данных выполняется на уровне секторов, а не на уровне битов или байтов. Преимущества: очень высокая скорость чтения данных больших объемов; высокая производительность при большой интенсивности запросов чтения данных; малые накладные расходы для реализации избыточности. Недостатки: достаточно сложная реализация; очень низкая производительность при записи данных; сложное восстановление данных; низкая скорость чтения данных малого объема при единичных запросах; асимметричность быстродействия относительно чтения и записи. RAID 5. Отказоустойчивый массив независимых дисков с распределенной четностью (Independent Data disks with distributed parity blocks) Этот уровень похож на RAID 4, но в отличие от предыдущего четность распределяется циклически по всем дискам массива. Это изменение позволяет увеличить производительность записи небольших объемов данных в многозадачных системах. Если операции записи спланировать должным образом, то, возможно, параллельно обрабатывать до N/2 блоков, где N - число дисков в группе. Преимущества: высокая скорость записи данных; достаточно высокая скорость чтения данных; высокая производительность при большой интенсивности запросов чтения/записи данных; малые накладные расходы для реализации избыточности. Недостатки: скорость чтения данных ниже, чем в RAID 4; низкая скорость чтения/записи данных малого объема при единичных запросах; достаточно сложная реализация; сложное восстановление данных. RAID 6. Отказоустойчивый массив независимых дисков с двумя независимыми распределенными схемами четности (Independent Data disks with two independent distributed parity schemes) Данные разбиваются на блочном уровне, аналогично RAID 5, но в дополнение к предыдущей архитектуре используется вторая схема для повышения отказоустойчивости. Эта архитектура является устойчивой к двойным отказам. Однако при выполнении логической записи реально происходит шесть обращений к диску, что сильно увеличивает время обработки одного запроса. Преимущества: высокая отказоустойчивость; достаточно высокая скорость обработки запросов; относительно малые накладные расходы для реализации избыточности. Недостатки: очень сложная реализация; сложное восстановление данных; очень низкая скорость записи данных. Современные RAID контроллеры позволяют комбинировать различные уровни RAID. Таким образом, можно реализовать системы, которые объединяют в себе достоинства различных уровней, а также системы с большим количеством дисков. Обычно это комбинация нулевого уровня (stripping) и какого либо отказоустойчивого уровня. RAID 10. Отказоустойчивый массив с дублированием и параллельной обработкой Эта архитектура являет собой массив типа RAID 0, сегментами которого являются массивы RAID 1. Он объединяет в себе очень высокую отказоустойчивость и производительность. Преимущества: высокая отказоустойчивость; высокая производительность. Недостатки: очень высокая стоимость; ограниченное масштабирование. RAID 30. Отказоустойчивый массив с параллельной передачей данных и повышенной производительностью. Представляет собой массив типа RAID 0, сегментами которого являются массивы RAID 3. Он объединяет в себе отказоустойчивость и высокую производительность. Обычно используется для приложений требующих последовательной передачи данных больших объемов. Преимущества: высокая отказоустойчивость; высокая производительность. Недостатки: высокая стоимость; ограниченное масштабирование. RAID 50. Отказоустойчивый массив с распределенной четностью и повышенной производительностью Являет собой массив типа RAID 0, сегментами которого являются массивы RAID 5. Он объединяет в себе отказоустойчивость и высокую производительность для приложений с большой интенсивностью запросов и высокую скорость передачи данных. Преимущества: высокая отказоустойчивость; высокая скорость передачи данных; высокая скорость обработки запросов. Недостатки: высокая стоимость; ограниченное масштабирование. RAID 7. Отказоустойчивый массив, оптимизированный для повышения производительности. (Optimized Asynchrony for High I/O Rates as well as High Data Transfer Rates). RAID 7® является зарегистрированной торговой маркой Storage Computer Corporation (SCC) Для понимания архитектуры RAID 7 рассмотрим ее особенности: 1. Все запросы на передачу данных обрабатываются асинхронно и независимо. 2. Все операции чтения/записи кэшируются через высокоскоростную шину x-bus. 3. Диск четности может быть размещен на любом канале. 4. В микропроцессоре контроллера массива используется операционная система реального времени ориентированная на обработку процессов. 5. Система имеет хорошую масштабируемость: до 12-ти host-интерфейсов, и до 48-ми дисков. 6. Операционная система контролирует коммуникационные каналы. 7. Используются стандартные SCSI диски, шины, материнские платы и модули памяти. 8. Используется высокоскоростная шина X-bus для работы с внутренней кеш памятью. 9. Процедура генерации четности интегрирована в кеш. 10. Диски, присоединенные к системе, могут быть задекларированы как отдельно стоящие. 11. Для управления и мониторинга системы можно использовать SNMP агент. Преимущества: высокая скорость передачи данных и высокая скорость обработки запросов (1.5 - 6 раз выше других стандартных уровней RAID); высокая масштабируемость хост интерфейсов; скорость записи данных увеличивается с увеличением количества дисков в массиве; для вычисления четности нет необходимости в дополнительной передаче данных. Недостатки: собственность одного производителя; очень высокая стоимость на единицу объема; короткий гарантийный срок; не может обслуживаться пользователем; нужно использовать блок бесперебойного питания для предотвращения потери данных из кеш памяти. 32 вопрос. Сетевые системы хранения данных Различают три основных варианта организации доступа к системам хранения: SAS (Server Attached Storage), сторедж, присоединенный к серверу; NAS (Network Attached Storage), сторедж, подсоединенный к сети; SAN (Storage Area Network), сеть хранения данных. Рассмотрим топологии соответствующих сторедж-систем и их особенности. SAS Сторедж-система, присоединенная к серверу. Знакомый всем, традиционный способ подключения системы хранения данных к высокоскоростному интерфейсу в сервере, как правило, к параллельному SCSI интерфейсу. Использование отдельного корпуса для сторедж-системы в рамках топологии SAS не является обязательным. Основное преимущество сторедж, подсоединенного к серверу, в сравнении с другими вариантами - низкая цена и высокое быстродействие из расчета один сторедж для одного сервера. Такая топология является самой оптимальной в случае использования одного сервера, через который организуется доступ к массиву данных. Но у нее остается ряд проблем, которые побудили проектировщиков искать другие варианты организации доступа к системам хранения данных. К особенностям SAS можно отнести: Доступ к данных зависит от ОС и файловой системы (в общем случае); Сложность организации систем с высокой готовностью; Низкая стоимость; Высокое быстродействие в рамках одной ноды; Уменьшение скорости отклика при загрузке сервера, который обслуживает сторедж. NAS Сторедж-система, подсоединенная к сети. Этот вариант организации доступа появился сравнительно недавно. Основным его преимуществом является удобство интеграции дополнительной системы хранения данных в существующие сети, но сам по себе он не привносит сколь-нибудь радикальных улучшений в архитектуру сторедж. Фактически NAS есть чистый файл-сервер, и сегодня можно встретить немало новых реализаций сторедж типа NAS на основе технологии тонкого сервера (Thin Server). Особенности NAS: Выделенный файл-сервер; Доступ к данным не зависит от ОС и платформы; Удобство администрирования; Максимальная простота установки; Низкая масштабируемость; Конфликт с трафиком LAN/WAN. Сторедж, построенный по технологии NAS, является идеальным вариантом для дешевых серверов с минимальным набором функций. SAN Сети хранения данных начали интенсивно развиваться и внедряться лишь с 1999-го года. Основой SAN является отдельная от LAN/WAN сеть, которая служит для организации доступа к данным серверов и рабочих станций, занимающихся их прямой обработкой. Такая сеть создается на основе стандарта Fibre Channel, что дает сторедж-системам преимущества технологий LAN/WAN и возможности по организации стандартных платформ для систем с высокой готовностью и высокой интенсивностью запросов. Почти единственным недостатком SAN на сегодня остается относительно высокая цена компонент, но при этом общая стоимость владения для корпоративных систем, построенных с использованием технологии сетей хранения данных, является довольно низкой. К основным преимуществам SAN можно отнести практически все ее особенности: Независимость топологии SAN от сторедж-систем и серверов; Удобное централизованное управление; Отсутствие конфликта с трафиком LAN/WAN; Удобное резервирование данных без загрузки локальной сети и серверов; Высокое быстродействие; Высокая масштабируемость; Высокая гибкость; Высокая готовность и отказоустойчивость. Следует также заметить, что технология эта еще довольно молодая и в ближайшее время она должна пережить немало усовершенствований в области стандартизации управления и способов взаимодействия SAN подсетей. Но можно надеяться, что это угрожает пионерам лишь дополнительными перспективами первенства. Блок 2: Достоинства и недостатки сетей на витой паре, Скорость обмена информацией в сети на витой паре Одно из самых распространенных средств передачи сигналов. Витая пара представляет собой два изолированных медных провода (диаметром около 1мм) обвитых один вокруг другого в виде спирали. Выделяют неэкранированную UTP (Unshielded Twisted Pair) и экранированную STP (Shielded Twisted Pair) витые пары.   Основными достоинствами UTP являются: простота монтажа, универсальность (используется в большинстве сетевых технологий) и низкая стоимость по сравнению с другими типами кабелей. К недостаткам относят плохой показатель помехозащищенности и низкий уровень безопасности передачи данных (несанкционированный доступ к информации получить достаточно просто, причем как непосредственным контактом с кабелем, так и с помощью радиоперехвата излучаемых кабелем электромагнитных полей). Избавиться от перечисленных выше недостатков можно, используя экранированную витую пару. Экранированной она называется потому, что каждая из витых пар кабеля помещается в металлическую оболочку (алюминиевая или медная фольга), которая служит «экраном», уменьшающим излучение кабеля (и тем самым повышает помехозащищенность). Стоимость, габариты, сложность в установке экранированной витой пары привели к тому, что в современных сетях её практически не используют. Преимущества сетей на витой паре: 1. Высокая максимальная пропускная способность (100 Мбит/с и выше). 2. Высокая надежность (при повреждении кабеля в большинстве случаев происходит отключение только одной машины). 3. Гибкость построения сети, большие возможности расширения без заметного уменьшения скорости работы. 4. Возможность апгрейдасетевого оборудования для увеличения скорости и надежности работы. Недостатки:
2. Высокая стоимость сетевого оборудования (коммутаторы) 3. Меньшая, чем у сетей на коаксиальном кабеле, длина сегмента. Достоинства и недостатки беспроводных сетей Wi-Fi, Скорость обмена информацией в сети Wi-Fi; Беспроводные локальные сети Wi-Fi позволят повысить мобильность сотрудников в офисных или производственных помещениях, избавиться от кучи проводов в офисе или дома, вдобавок исключив затраты на монтаж и обслуживание проводной сети. Wi-Fi имеет смысл использовать в компаниях с небольшим количеством рабочих мест или при наличии большого количества беспроводных устройств (ноутбуков, нетбуков, коммуникаторов и т. д.). Чаще всего используются оба типа сетей одновременно: проводные сети и беспроводные сети Wi-Fi. Плюсы
Минусы
Минусы частично можно закрыть более качественным оборудованием и добавлением в состав беспроводной сети большего количества точек доступа Wi-Fi. Главные преимущества Wi-Fi: 1. Сетевых проводов не имеется. 2. Передача любых данных в этой сети происходит, так говоря, по воздуху на очень гигантской частоте, безопасная для человека, и не создающая помех для другой эл. техники. 3. Мобильность, как и на рабочих местах, так и вне самого офиса. 4. Сеть легко монтируется, и переезжая на новое место жительства, вы можете не волноваться, что с ней произойдёт какие-либо изменения. 5. Уникальность данной технологии. 6. Сеть можно установить даже там, где нецелесообразна или же невозможна проводная сеть, к примеру на международных выставках или же в залах для проведения совещаний. Постояный Онлайн, и непрекращаемый выход в Интернет, достаточно лишь зайти в браузер. Кроме преимуществ, есть и недостатки Wi-Fi: 1. Довольно большая себестоимость оборудования 2. Скорость всегда зависит от заданной среды передачи, где находится оборудование. 3. Пусть на сегодняшний день у беспроводной сети Wi-Fi скорость может достигать 106Мб/с, примерно такая же скорость у кабельных сетей, скорость всегда будет зависеть от внешней среды передачи сигнала. Динамическая IP-адресации, Статическая IP-адресация, Назначение DHCP-сервера Динамические адреса Наиболее распространенным типом динамического IP-адреса является DHCP, который назначает адреса в указанном диапазоне устройств, которые, как правило установлены у загрузочных устройств. DHCP-серверы часто встраиваются даже в недорогие маршрутизаторы, или могут быть запущены в качестве программы на любой сервер как для Windows, так и для Linux. Большинство устройств, включая компьютеры, камеры, маршрутизаторы, мобильные устройства и многое другое, имеют DHCP по умолчанию с завода. Основное преимущество использования DHCP является лёгкость установки. Инсталляторам не нужно подключаться к каждой камере, чтобы установить ее IP-адрес, а значит, и общее время установки снижается. Однако, некоторые производители устанавливают для устройств базовые настройки, в которых используется определённый диапазонIP-адресов. В этом случае экономия времени минимальна. Вот ключевые вопросы, которые пользователи должны знать, прежде чем связываться DHCP:
Динамическая адресация не рекомендуется в любом случае. Она может быть приемлема в небольших системах, в которых настроено автоматическое обнаружение камеры или она подключается через МАС-адрес, несмотря на изменения IP-адреса. Тем не менее, это не решает проблему при подключении к веб-интерфейсу, что часто необходимо при проведении технического обслуживания.
Каждый компьютер в сети TCP/IP имеет адреса трех уровней:
Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Деление IP-адреса на поле номера сети и номера узла - гибкое, и граница между этими полями может устанавливаться весьма произвольно. Узел может входить в несколько IP-сетей. В этом случае узел должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.
|