В связи с тем, что вычислительные сети используются для передачи данных на большие расстояния, то стремятся минимизировать количество проводов в кабеле, в целях экономии. Поэтому разрабатывались технологии, которые позволяют передавать, по одному и тому же каналу связи, сразу несколько потоков данных.
(англ. multiplexing, muxing)- это процесс уплотнение канала связи, другими словами, передача нескольких потоков (каналов) данных с меньшей скоростью (пропускной способностью) по одному каналу связи, с использованием специального устройства, называемого мультиплексором.
Мультиплексор (MUX) - комбинационное устройство, обеспечивающее передачу в желаемом порядке цифровой информации, поступающей по нескольким входам на один выход. Может быть реализован как аппаратно так и программно.
Демультиплексор (DMX) выполняет обратную функцию мультиплексора.
В настоящее время, для уплотнения канала связи, в основном используют:
- Временное мультиплексирование (Time Division Multiplexing, TDM)
- Частотное мультиплексирование (Frequency Division Multiplexing, FDM)
- Волновое мультиплексирование (Wave Division Multiplexing, WDM)
- Множественный доступ с кодовым разделением (CodeDivisionMultipleAccess, CDMA) - каждый канал имеет свой код наложение которого на групповой сигнал позволяет выделить информацию конкретного канала.
Временное мультиплексирование
Первой стали применять технологию TDM, которая широко используется в обычных системах электросвязи. Эта технология предусматривает объединение нескольких входных низкоскоростных каналов в один составной высокоскоростной канал.
Мультиплексор принимает информацию по N входным каналам от конечных абонентов, каждый из которых передает данные по абонентскому каналу со скоростью 64 Кбит/с -1 байт каждые 125 мкс.
В каждом цикле мультиплексор выполняет следующие действия:
- прием от каждого канала очередного байта данных;
- составление из принятых байтов уплотненного кадра, называемого также обоймой;
- передача уплотненного кадра на выходной канал с битовой скоростью, равной N*64 Кбит/с.
Порядок байт в обойме соответствует номеру входного канала, от которого этот байт получен. Количество обслуживаемых мультиплексором абонентских каналов зависит от его быстродействия. Например, мультиплексор Т1, представляющий собой первый промышленный мультиплексор, работавший по технологии TDM, поддерживает 24 входных абонентских канала, создавая на выходе обоймы стандарта Т1, передаваемые с битовой скоростью 1,544 Мбит/с.
Демультиплексор выполняет обратную задачу - он разбирает байты уплотненного кадра и распределяет их по своим нескольким выходным каналам, при этом он считает, что порядковый номер байта в обойме соответствует номеру выходного канала.
В рамках TDM различают:
- синхронное мультиплексирование (каждому приложению соответствует тайм-слот (возможно несколько тайм-слотов) с определенным порядковым номером в периодической последовательности слотов;
- асинхронное или статистическое мультиплексирование, когда приписывание тайм-слотов приложениям происходит более свободным образом, например, по требованию.
Частотное мультиплексирование
Техника частотного мультиплексирования разрабатывалась для телефонных сетей. Основная идея состоит в выделении каждому соединению собственного диапазона частот в общей полосе пропускания линии связи. Мультиплексирование выполняется с помощь смесителя частот, а демультиплексирование – с помощью узкополосного фильтра, ширина которого равна ширине диапазона канала.
Волновое или спектральное мультиплексирование
В методе волнового мультиплексирования используется тот же принцип частотного разделения канала, но только в другой области электромагнитного спектра. Информационным сигналом является не электрический ток, а свет. Для организации WDM-каналов в волоконно-оптическом кабеле задействуют волны инфракрасного диапазона длиной от 850 до 1565 нм, что соответствует частотам от 196 до 350 ТГц.
Для повышения пропускной способности, вместо увеличения скорости передачи в едином составном канале, как это реализовано в технологии TDM, в технологии WDM увеличивают число каналов (длин волн) - лямбд.
Сети WDM работают по принципу коммутации каналов, при этом каждая световая волна представляет собой отдельный спектральный канал и несет собственную информацию.
Современные WDM системы на основе стандартного частотного плана (ITU-T Rec. G.692) можно подразделить на три группы:
- грубые WDM (Coarse WDM- CWDM)-системы с частотным разносом каналов не менее 200 ГГц, позволяющие мультиплексировать не более 18 каналов. (Используемые в настоящее время CWDM работают в полосе от 1270нм до 1610нм, промежуток между каналами 20нм(200ГГц), можно мультиплексировать 16 спектральных каналов.);
- плотные WDM (Dense WDM-DWDM)-системы с разносом каналов не менее 100 ГГц, позволяющие мультиплексировать не более 40 каналов;
- высокоплотные WDM (High Dense WDM-HDWDM)-системы с разносом каналов 50 ГГц и менее, позволяющие мультиплексировать не менее 64 каналов.
Другой подход к согласованию протоколов получил название мультиплексирования стеков протоколов. Он заключается в том, что в сетевое оборудование или в операционные системы серверов и рабочих станций встраиваются несколько стеков протоколов. Это позволяет клиентам и серверам выбирать для взаимодействия tVt протокол, который является для них общим.
Сравнивая мультиплексирование с уже рассмотренной выше трансляцией протоколов, можно заметить, что взаимодействие компьютеров, принадлежащих разным сетям, напоминает общение людей, говорящих на разных языках (рис. 10.12). Для достижения взаимопонимания они также могут использовать два подхода: пригласить переводчика (аналог транслирующего устройства) или перейти на язык собеседника, если они им владеют (аналог мультиплексирования стеков протоколов).
При мультиплексировании стеков протоколов на один из двух взаимодействующих компьютеров с различными стеками протоколов помещается коммуникаци- ч онный стек другого компьютера. На рис. 10.13 приведен пример взаимодействия клиентского компьютера сети В с сервером в своей сети и сервером сети А, работающей со стеком протоколов, полностью отличающимся от стека сети В. В клиентском компьютере.реализованы оба стека. Для того чтобы запрос от прикладного процесса был правильно обработан и направлен через соответствующий стек, необходимо наличие специального программного элемента - мультиплексора протоколов, называемого также менеджером протоколов. Менеджер должен уметь определять, к какой сети направляется запрос клиента. Для этого может использоваться служба имен сети, в которой отмечается принадлежность того или иного ресурса определенной сети с соответствующим стеком протоколов.
При использовании технологии мультиплексирования структура коммуникационных средств операционной системы может быть и более сложной. В общем случае на каждом уровне вместо одного протокола появляется целый набор протоколов и может существовать несколько мультиплексоров, выполняющих коммутацию между протоколами разных уровней. Например, рабочая станция, стек протоколов которой показан на"рис. 10.14, может через один сетевой адаптер получить доступ к сетям, работающим по протоколам NetBIOS, IP, IPX. Данная рабочая станция может быть клиентом сразу нескольких файловых серверов: NetWare (NCP), Windows NT (SMB) и Sun (NFS).
Предпосылкой для развития технологии мультиплексирования стеков протоколов стало появление строгих открытых описаний протоколов различных уровней и мёжуровневых интерфейсов, так что фирма-производитель при реализации «чужого» протокола может быть уверена, что ее продукт будет корректно взаимодействовать с продуктами других фирм по данному протоколу, этот протокол корректно впишется в стек и с ним будут нормально взаимодействовать протоколы соседних уровней.
Производителями операционных систем предпринимаются попытки стандартизации не только межуровневых интерфейсов, но и менеджеров протоколов. Наиболее известными стандартами являются менеджеры Network Driver Interface Specification - NDIS (первоначально- совместная разработка 3Com и Microsoft, версии NDIS 3.0 и 4.0 - реализации Microsoft), а также стандарт Open Data-Link Interface - ODI, представляющий совместную разработку компаний Novell и Apple. Эти менеджеры реализуют мультиплексирование протоколов канального уровня, реализованных в драйверах сетевых адаптеров. С помощью мультиплексора NDIS или ODI можно связать один драйвер сетевого адаптера с несколькими протоколами сетевого уровня, а также с несколькими однотипными сетевыми адаптерами.
Мультиплексирование протоколов реализует отношение «один ко многим», то есть один клиент с дополнительным стеком может обращаться ко всем серверам, поддерживающим этот стек, или один сервер с дополнительным стеком может предоставлять услуги многим клиентам.
При использовании мультиплексоров протоколов существуют два варианта размещения дополнительного стека протоколов - на одном или на другом взаимодействующем компьютере. Если дополнительный стек устанавливается на сервере, то этот сервер становится доступным для всех клиентов с этим стеком. При этом нужно тщательно оценивать влияние установки дополнительного продукта на производительность сервера.
Аналогично дополнительный стек на клиенте дает ему возможность устанавливать связи с другими серверами, использующими этот стек протоколов. При размещении дополнительного стека на клиентах вопросы производительности не так важны. Здесь более важными являются ограничения таких ресурсов, как память и дисковое пространство клиентских машин, а также затраты труда администратора на установку и поддержание дополнительных стеков в работоспособном состоянии на большом числе компьютеров.
Заметим, что при организации взаимодействия двух разнородных сетей в общем случае нужно решать две задачи согласования служб (рис. 10.15):
О обеспечение доступа клиентам сети А к ресурсам сети В; □ обеспечение доступа клиентам сети В к ресурсам сети А.
Эти задачи независимы, и их можно решать отдельно. В некоторых случаях требуется полное решение, например, чтобы пользователи UNIX-машин имели доступ к ресурсам серверов сети NetWare, а пользователи персональных машин имели доступ к ресурсам UNIX-хостов, в других же случаях достаточно обеспечить доступ клиентам из сети NetWare к ресурсам сети UNIX. Большинство имеющихся на рынке продуктов обеспечивает только однонаправленное согласование прикладных служб.
Рассмотрим возможные варианты размещения программных средств, реализующих взаимодействие двух сетей, которые основаны на мультиплексировании протоколов.
Введем обозначения: С - сервер, К - клиент, Д - дополнительный протокол (или протоколы), предоставляющий возможности межсетевого взаимодействия.
На рис. 10.16 показаны оба возможных варианта однонаправленного взаимодействия А В: путем добавления нового стека к клиентам сети А (рис. 10.16, а) либо путем присоединения «добавки» к серверам сети В (рис. 10.16, б).
В первом случае, когда средства мультиплексирования протоколов располагаются на клиентских частях, только клиенты, снабженные такими средствами, могут обращаться к серверам сети В. При этом они могут обращаться к любому серверу сети В. Во втором случае, когда набор дополнительных стеков расположен на каком-либо сервере сети В, данный сервер может обслуживать всех клиентов сети А. (Очевидно, что серверы сети В без средств мультиплексирования не могут быть использованы клиентами сети А.
Примером «добавки», модифицирующей клиентскую часть, может служить популярное программное средство компании Microsoft Client Services for NetWare (CSNW), которое превращает клиента Windows NT в клиента серверов NetWare за счет установки клиентской части протокола NCP.
Примером расширения возможностей сетевого взаимодействия сервера является установка на сервер Windows NT продукта Microsoft File and Print Services for NetWare, который реализует серверную часть протокола NCP. Это позволяет клиентам NetWare обращаться к файлам и принтерам сервера Windows NT.
При мультиплексировании протоколов дополнительное программное обеспечение - соответствующие стеки протоколов - должно быть установлено на каждый компьютер, которому может потребоваться доступ к нескольким различным сетям. В некоторых операционных системах имеются средства борьбы с избыточностью, свойственной этому подходу. Операционная система может быть сконфигурирована для работы с несколькими стеками протоколов, но динамически загружаются только нужные.
С другой стороны, избыточность повышает надежность системы в целом, отказ компьютера с установленным дополнительным стеком не ведет к потере возможности межсетевого взаимодействия для других пользователей сети.
Важным преимуществом мультиплексирования является меньшее время выполнения запроса, чем при использовании шлюза. Это связано, во-первых, с отсутствием временных затрат на процедуру трансляции, а во-вторых, с тем, что при мультиплексировании на каждый запрос требуется только одна сетевая передача, в то время как при трансляции - две: запрос сначала передается на шлюз, а затем из шлюза на ресурсный сервер.
В принципе, при работе с несколькими стеками протоколов у пользователя может возникнуть проблема работы в незнакомой среде, с незнакомыми командами, правилами и методами адресации. Чаще всего разработчики операционных систем стремятся в какой-то степени облегчить жизнь пользователю в этой ситуации. Независимо от используемого протокола прикладного уровня (например, SMB или NCP) ему предоставляется один и тот же интуитивно понятный графический интерфейс, с помощью которого он просматривает и выбирает нужные удаленные ресурсы.
В табл. 10.1 приведены сравнительные характеристики двух подходов к реализации межсетевого взаимодействия.
Таблица 10.1. Сравнение методов трансляции и мультиплексирования протоколов
| Метод | Достоинства | Недостатки |
| Мультиплексирование протоколов Трансляция протоколов (шлюзы, маршрутизаторы, коммутаторы) | Более быстрый доступ; повышение надежности взаимодействия за счет установки стека на нескольких узлах сети; хорошо масштабируемое средство Сохранение привычной среды пользователей; отсутствие необходимости в дополни- тельном программном обес- печении на рабочих станциях; локализация всех проблем межсетевого взаимодействия; обеспечение возможности доступа к «чужим» ресурсам сразу для нескольких клиентов | Усложнение администрирования и контроля доступа; высокая избыточность, требующая дополнительных ресурсов от рабочих станций; менее удобно для пользователя, чем шлюзы Замедление работы; снижение надежности; плохая масшта- бируемость; необходимость в двух сетевых передачах для выполнения одного запроса |
Инкапсуляция протоколов
Инкапсуляция (encapsulation ), или туннелирование (tunneling ), - это еще один метод решения задачи согласования сетей, который, однако, применим только для согласования транспортных протоколов и только при определенных ограничениях. Инкапсуляция может быть использована, когда две сети с одной транспортной технологией необходимо соединить через транзитную сеть с другой транспортной технологией.
В процессе инкапсуляции принимают участие три типа протоколов:
· протокол-«пассажир»;
· несущий протокол;
· протокол инкапсуляции. ,
Транспортный протокол объединяемых сетей является протоколом-пассажиром , а протокол транзитной сети - несущим протоколом . Пакеты протокола-пассажира помещаются в поле данных пакетов несущего протокола с помощью протокола инкапсуляции. Пакеты протокола-пассажира никаким образом не обрабатываются при транспортировке их по транзитной сети. Инкапсуляцию выполняет пограничное устройство (обычно маршрутизатор или шлюз), которое располагается на границе между исходной и транзитной сетями. Извлечение пакетов-пассажиров из несущих пакетов выполняет второе пограничное устройство, которое находится на границе между транзитной сетью и сетью назначения. Пограничные устройства указывают в несущих пакетах свои адреса, а не адреса узлов назначения.
В связи с большой популярностью Интернета и стека TCP/IP несущим протоколом транзитной сети все чаще выступает протокол IP, а в качестве протоколов-пассажиров - все остальные протоколы локальных сетей (как маршрутизируемые, так и не маршрутизируемые).
В приведенном на рис. 10.17 примере две сети, использующие протокол IPX, нужно соединить через транзитную сеть TCP/IP. Необходимо обеспечить только взаимодействие узлов двух сетей IPX, а взаимодействие между узлами IPX и узлами сети TCP/IP не предусматривается. Поэтому для соединения сетей IPX можно применить метод инкапсуляции.
В пограничных маршрутизаторах, соединяющих сети IPX с транзитной сетью IP, работают протоколы IPX, IP и дополнительный протокол - протокол инкапсуляции IPX в IP. Этот протокол извлекает пакеты IPX из кадров Ethernet и помещает их в дейтаграммы UDP или TCP (на рисунке выбран вариант с TCP). Затем несущие IP-пакеты направляются другому пограничному маршрутизатору. Протокол инкапсуляции должен иметь информацию о соответствии IPX-адреса удаленной сети IP-адресу пограничного маршрутизатора, обслуживающего эту сеть. Если через IP-сеть объединяется несколько IPX-сетей, то должна быть таблица соответствия всех IPX-адресов IP-адресам пограничных маршрутизаторов.
Инкапсуляция может быть использована для транспортных протоколов разного уровня. Например, протокол сетевого уровня Х.25 может быть инкапсулирован в протокол транспортного уровня TCP или же протокол сетевого уровня IP может быть инкапсулирован в протокол сетевого уровня Х.25. Существуют протоколы инкапсуляции трафика РРР через сети IP.
Обычно инкапсуляция приводит к более простым и быстрым решениям по сравнению с трансляцией, так как решает более частную задачу, не обеспечивая взаимодействия с узлами транзитной сети. Помимо согласования транспортных технологий инкапсуляция используется для обеспечения секретности передаваемых данных. При этом исходные пакеты-пассажиры шифруются и передаются по транзитной сети с помощью пакетов несущего протокола.
Выводы
□ Файловая служба включает программы-серверы и программы-клиенты, взаимодействующие с помощью определенного протокола по сети между собой.
□ Один компьютер может в одно и то же время предоставлять пользователям сети услуги различных файловых служб.
□ В сетевой файловой службе в общем случае можно выделить следующие основные компоненты: локальную файловую систему, интерфейс локальной файловой системы, сервер сетевой файловой системы, клиент сетевой файловой системы, интерфейс сетевой файловой системы, протокол клиент-сервер сетевой файловой системы.
□ В сетевых файловых системах используется различная семантика чтения и записи разделяемых данных, позволяющая избежать проблем с интерпретацией результирующих данных файла.
□ Файловый интерфейс может быть отнесен к одному из двух типов в зависимости от того, поддерживает ли он модель загрузки-выгрузки или модель удаленного доступа.
□ Файловый сервер может быть реализован по одной из двух схем: с запоминанием данных о последовательности файловых операций клиента, то есть по схеме stateful, и без запоминания таких данных, то есть по схеме stateless.
□ Кэширование в сетевых файловых системах позволяет повысить скорость доступа к удаленным данным и улучшить масштабируемость и надежность файловой системы.
□ Репликация подразумевает существование нескольких копий одного и того же файла, каждая из которых хранится на отдельном файловом сервере, при этом обеспечивается автоматическое согласование данныхв копиях файла.
□ Существует несколько способов обеспечения согласованности реплик, которые общаются в методе кворума.
□ Служба каталогов хранит информацию обо всех пользователях и ресурсах сети в виде унифицированных объектов с определенными атрибутами, а также позволяет отражать взаимосвязи между хранимыми объектами.
□ Служба каталогов упрощает работу распределенных приложений и повышает управляемость сети.
□ Служба каталогов обычно строится на основе модели клиент-сервер: серверы хранят базу справочной информации, которой пользуются клиенты, передавая серверам по сети соответствующие запросы.
□ Наиболее перспективным стандартом доступа к службе каталогов является стандарт LDAP (Light-weight Directory Access Protocol), разработанный сообществом Интернета.
□ В контексте межсетевого взаимодействия понятие «сеть» можно определить как совокупность компьютеров, общающихся друг с другом с помощью единого стека протоколов. Проблема организации межсетевого взаимодействия возникает тогда, когда компьютеры принадлежат разным сетям, но поддерживают стеки протоколов, отличающиеся на одном или более уровнях.
□ Средства, позволяющие организовать взаимодействие на нижних уровнях стека протоколов, называются средствами internetworking, а средства согласования протоколов и служб верхних уровней - средствами interoperability.
□ Существуют три основных способа согласования протоколов: трансляция, мультиплексирование и инкапсуляция (туннелирование).
□ Трансляция заключается в преобразовании сообщений, поступающих от одного протокола, в сообщения другого протокола. Трансляция бывает одноуровневая, когда для выполнения преобразования используется информация только данного протокола, и двухуровневая, когда для преобразования привлекается информация протокола верхнего уровня.
□ Мультиплексирование заключается в установке нескольких стеков протоколов на клиентах или серверах согласуемых сетей.
□ К достоинствам метода трансляции протоколов относятся: сохранение привычной среды пользователя, локализация функций согласования сетей в одном месте, не требуется установка дополнительного программного обеспечения на многих компьютерах. Недостатки - низкая скорость и ненадежность. Достоинствами метода мультиплексирования стеков протоколов являются высокая скорость и надежность, недостатками - избыточность и большой объем административных работ.
□ Инкапсуляция применяется для транзитной передачи одного транспортного протокола через сеть с другим стеком трансцортных протоколов.
□ Способы согласования протоколов прикладного уровня - сетевых служб - имеют свою специфику, связанную с несимметричностью этих протоколов, реализуемых в архитектуре «клиент-сервер», а также наличием в каждой операционной системе большого количества разнообразных сетевых служб (файловой службы, службы печати, электронной почты, справочной службы и т. д.).
Задачи и упражнения
1. Какие из следующих протоколов яглятотся протоколами взаимодействия клиентской и серверной частей файлового сервиса: SMTP, NFS, SMB, SNMP, UDP, NLSP, FTP, TFTP, NCP?
2. Какая модель файлового сервера (stateful или stateless) обеспечивает большую степень устойчивости к отказам сервера?
3. Поскольку репликация и кэширование файлов преследуют близкие цели, то стоит ли реализовывать эти два механизма в одной файловой системе?
4. Заполните таблицу, отметив наличие или отсутствие соответствующих свойств у механизмов репликации и кэширования файлов:
5. Можно ли с помощью одного прикладного протокола осуществлять доступ по сети к различным локальным файловым системам?
6. Может ли несколько пользователей одновременно модифицировать один и тот же файл в ОС Windows NT? А в ОС UNIX?
7. Какой результат видят на экране два пользователя ОС UNIX, набирающие текст в одном и том же файле?
8. Какая модель сетевого файлового сервиса более прозрачна для пользователя: загрузки-выгрузки или удаленного доступа?
9. Сравните два метода кэширования - на стороне клиента и на стороне сервера, - используемые в сетевой файловой службе. Приведите достоинства и недостатки каждого метода.
10. Какими свойствами должна обладать база данных службы каталогов?
11. Вставьте один из двух терминов - «реплицируемость» или «распределенность» - вместо пропущенных слов в следующем утверждении: «База данных службы каталогов должна обладать..; для обеспечения масштабируемости службы, и... для обеспечения ее отказоустойчивости».
12. Поясните разницу в терминах «internetworking» и «interoperability».
13. Если на клиентской машине установлен стек протоколов, не совпадающий со стеком протоколов, установленным на сервере, то положение можно исправить, дополнительно установив соответствующий стек протоколов на одной из машин. Имеет ли значение, на какой из машин (сервере или клиенте) будет установлен этот стек?
14. Возможно ли в принципе обеспечить доступ всех клиентов сети А к серверам сети В и доступ всех клиентов сети В к серверам сети А путем установки дополнительного программного обеспечения только в одной из сетей, например в сети А?
15. Пусть в некоторой сети Windows NT, состоящей из сервера и клиентских станций, работают немногочисленные пользователи-непрофессионалы, выполняющие некритические приложения. Клиентские станции имеют весьма ограниченные ресурсы. Время от времени у пользователей возникает необходимость доступа к данным, находящимся на файл-сервере NetWare, который подключен к тому же сегменту Ethernet. Как вы считаете, какой вариант межсетевого взаимодействия является более предпочтительным в этой ситуации?
А) на всех компьютерах установить клиентскую часть протокола NCP;
В) на сервере Windows NT установить шлюз.
16. Пусть в сети Ethernet, в которой на всех компьютерах установлены протоколы сетевого уровня IP, драйверы сетевых адаптеров одних компьютеров выполнены в стандарте NDIS, а других - в стандарте ODI. Может ли это помещать нормальной работе сети?
17. Пусть распределенное приложение состоит из двух частей. Одна часть распределенного приложения выполняется на компьютере, на котором установлены следующие коммуникационные протоколы:
· на прикладном уровне: SMB, SMTP;
18. Вторая часть приложения установлена на компьютере, у которого установлены:
· на прикладном уровне: NFS, X.400;
· на транспортных уровнях: TCP, IP, Ethernet.
Может ли в таких условиях приложение работать нормально.
Если при попытке диагностики неполадок при неработающем Интернете или локальной сети в Windows 10 вы получаете сообщение о том, что на этом компьютере отсутствуют один или несколько сетевых протоколов, в инструкции ниже предлагается несколько способов исправить проблему, один из которых, надеюсь вам поможет.
Однако, прежде чем начать, рекомендую отключить и подключить заново кабель к сетевой карте ПК и (или) к роутеру (в том числе проделать то же самое с кабелем WAN к роутеру, если у вас подключение по Wi-Fi), так как случается, что проблема «отсутствуют сетевые протоколы» вызвана именно плохим подключением сетевого кабеля.
Еще один способ исправить проблему с подключением и Интернетом в данной ситуации, срабатывающий для некоторых пользователей Windows 10 - отключение NetBIOS для сетевого подключения.
Попробуйте по шагам выполнить следующее:
Примените сделанные настройки и перезагрузите компьютер, а затем проверьте, заработало ли подключение так, как нужно.
Программы, вызывающие ошибку с сетевыми протоколами Windows 10
Подобные проблемы с Интернетом могут вызывать и сторонние программы, устанавливаемые на компьютер или ноутбук и какими-либо хитрыми способами использующие сетевые подключения (мосты, создание виртуальных сетевых устройств и т.д.).
Среди замеченных в вызывающих описываемую проблему - LG Smart Share, но это могут быть и другие похожие программы, а также виртуальные машины, эмуляторы Android и подобного рода ПО. Так же, если в последнее время в Windows 10 что-то менялось в части антивируса или фаервола, это тоже могло вызывать проблему, проверьте.
Другие способы исправить проблему
Прежде всего, если проблема у вас возникла внезапно (т.е. ранее все работало, а систему вы не переустанавливали), возможно, вам смогут помочь .
В остальных же случаях чаще всего причиной проблемы с сетевыми протоколами (если вышеописанные методы не помогли) являются не те драйвера на сетевой адаптер (Ethernet или Wi-Fi). При этом в диспетчере устройств вы все так же будете видеть, что «устройство работает нормально», а драйвер не нуждается в обновлении.
Как правило, помогает либо откат драйвера (в диспетчере устройств - правый клик по устройству - свойства, кнопка «откатить» на вкладке «драйвер», либо принудительная установка «старого» официального драйвера производителя ноутбука или материнской платы компьютера. Подробные шаги описаны в двух руководствах, которые упомянуты в начале этой статьи.
Вторым использующимся в настоящее время на практике подходом является использование в рабочих станциях технологии мультиплексирования различных стеков протоколов.
Рис. 3.15. Мультиплексирование стеков
При мультиплексировании стеков протоколов на один из двух взаимодействующих компьютеров с различными стеками протоколов помещается коммуникационный стек другого компьютера. На рисунке 3.15 приведен пример взаимодействия клиентского компьютера сети 1 с сервером своей сети и сервером сети 2, работающей со стеком протоколов, полностью отличающимся от стека сети 1. В клиентском компьютере реализованы оба стека. Для того, чтобы запрос от прикладного процесса был правильно обработан и направлен через соответствующий стек, в компьютер необходимо добавить специальный программный элемент - мультиплексор протоколов. Мультиплексор должен уметь определять, к какой сети направляется запрос клиента. Для этого может использоваться служба имен сети, в которой отмечается принадлежность того или иного ресурса определенной сети с соответствующим стеком протоколов.
При использовании технологии мультиплексирования структура коммуникационных средств операционной системы может быть и более сложной. В общем случае на каждом уровне вместо одного протокола появляется целый набор протоколов, а мультиплексоров может быть несколько, выполняющих коммутацию между протоколами разных уровней (рисунок 3.16). Например, рабочая станция может получить доступ к сетям с протоколами NetBIOS, IP, IPX через один сетевой адаптер. Аналогично, сервер, поддерживающий прикладные протоколы NCP, SMB и NFS может без проблем выполнять запросы рабочих станций сетей NetWare, Windows NT и Sun одновременно.
Рис. 3.16. Мультиплексирование протоколов
Предпосылкой для развития технологии мультиплексирования стеков протоколов стало строгое определения протоколов и интерфейсов различных уровней и их открытое описание, так, чтобы фирма при реализации "чужого" протокола или интерфейса могла быть уверена, что ее продукт будет правильно взаимодействовать с продуктами других фирм по данному протоколу.
Использование магистрального протокола
Хорошим решением был бы переход на единый стек протоколов, но вряд ли эта перспектива осуществится в ближайшем будущем. Попытка введения единого стека коммуникационных протоколов сделана в 1990 году правительством США, которое обнародовало программу GOSIP - Government OSI Profile, в соответствии с которой стек протоколов OSI должен стать общим знаменателем для всех сетей, устанавливаемых в правительственных организациях США. Но, понимая бесполезность силовых мер, программа GOSIP не ставит задачу немедленного перехода на стек OSI, а принуждает пока к использованию этого стека в качестве "второго языка" правительственных сетей, наряду с родным, первым.
Вопросы реализации
При объединении сетей различных типов в общем случае необходимо обеспечить двухстороннее взаимодействие сетей, то есть решить две задачи (рисунок 3.17):
1. Обеспечение доступа клиентам сети A к ресурсам и сервисам серверов сети B.
2. Обеспечение доступа клиентам сети B к ресурсам и сервисам сети A.
Рис. 3.17. Варианты сетевого взаимодействия
Эти задачи независимы и их можно решать отдельно. Прежде всего нужно понять, необходимо ли полное решение или достаточно и частичного, то есть нужно ли, чтобы пользователи, например, UNIX-машин имели доступ к ресурсам серверов сети NetWare, а пользователи персональных машин имели доступ к ресурсам UNIX-хостов, или же достаточно обеспечить доступ к ресурсам другой сети только одному виду пользователей.
Кроме того, каждую из этих задач можно в свою очередь разделить на части. В сети обычно имеются различные виды разделяемых ресурсов, и с каждым типом ресурсов могут предоставляться различные виды сервиса. Например, в UNIX-сетях файлы являются разделяемым ресурсом, и с ними связаны два вида сервиса - перемещение файлов между машинами по протоколу FTP и монтирование удаленной файловой системы по протоколу NFS. Поэтому при объединении сетей можно предложить пользователям набор средств, каждое из которых позволяет воспользоваться одним каким-либо сервисом чужой сети. Естественно, возможно объединение всех функций в рамках одного продукта.
При объединении сетей достаточно иметь средства взаимодействия сетей только в одной из сетей. Например, фирма Novell разработала ряд программных продуктов для связи с UNIX-сетями, которые достаточно включить в программное обеспечение сети NetWare, чтобы решить обе указанные задачи взаимодействия сетей. При этом серверной части UNIX клиент NetWare представляется UNIX-клиентом, а клиент UNIX обращается с файлами и принтерами, управляемыми сервером NetWare, как с UNIX-файлами и UNIX-принтерами. Возможен перенос средств взаимодействия сетей и на сторону UNIX-сети. Тогда аналогичные функции будут выполнять программные средства на UNIX-машине.
В то время, как расположение программных средств, реализующих шлюз, уже было определено - они должны располагаться на компьютере, занимающем промежуточное положение между двумя взаимодействующими машинами, вопрос о размещении дополнительных стеков протоколов остался открытым. Заметим также, что шлюз реализует взаимодействие "многие-ко-многим" (все клиенты могут обращаться ко всем серверам).
Рассмотрим все возможные варианты размещения программных средств, реализующих взаимодействие двух сетей, которые основаны на мультиплексировании протоколов. Введем некоторые обозначения: С - сервер, К - клиент, (- дополнительный протокол или стек протоколов.
На рисунке 3.18 показаны оба возможных варианта однонаправленного взаимодействия А®В: а) путем добавления нового стека к клиентам сети А, либо б) путем присоединения "добавки" к серверам сети В.
В первом случае, когда средства мультиплексирования располагаются на клиентских частях, только клиенты, снабженные средствами мультиплексирования протоколов, могут обращаться к серверам сети В, при этом они могут обращаться ко всем серверам сети В. Во втором случае, когда набор стеков расположен на каком-либо сервере сети В, данный сервер может обслуживать всех клиентов сети А. Очевидно, что серверы сети В без средств мультиплексирования не могут быть использованы клиентами сети А.
Рис. 3.18. Варианты размещения программных средств (С - cервер, К - клиент, (- средства сетевого взаимодействия)
Примером "добавки", модифицирующей клиентскую часть, может служить популярное программное средство фирмы Novell LAN Workplace, которое превращает клиента NetWare в клиента UNIX. Аналогичным примером для модификации сервера могут служить другие продукты фирмы Novell: NetWare for UNIX, который делает возможным использование услуг сервера UNIX клиентами NetWare, или Novell NetWare for VMS, который служит для тех же целей в сети VMS.
Взаимодействие А (В реализуется симметрично.
Если же требуется реализовать взаимодействие в обе стороны одновременно, то для этого существует четыре возможных варианта, показанных на рисунке 3.19. Каждый вариант имеет свои особенности с точки зрения возможностей связи клиентов с серверами:
Средства обеспечения взаимодействия расположены только на клиентских частях обеих сетей. Для тех и только тех клиентов обеих сетей, которые оснащены "добавками", гарантируется возможность связи со всеми серверами из "чужой" сети.
Все средства обеспечения взаимодействия расположены на стороне сети А. Все клиенты сети В могут обращаться к серверам сети А (не ко всем , а только к тем, которые имеют сетевую "добавку").Часть клиентов сети А, которые обозначены как К+(, могут обращаться ко всем серверам сети В.
Средства межсетевого взаимодействия расположены только на серверных частях обеих сетей. Всем клиентам обеих сетей гарантируется возможность работы с серверами "чужих" сетей, но не со всеми , а только с серверами, обладающими сетевыми средствами мультиплексирования протоколов.
Все средства межсетевого взаимодействия расположены на стороне В. Двусторонний характер взаимодействия обеспечивается модификацией и клиентских, и серверных частей сети В. Все клиенты сети А могут обращаться за сервисом к серверам сети В, обозначенным как С+(, а все серверы сети А могут обслуживать клиентов сети В, обозначенных как К+(.
Рис. 3.19. Варианты размещения программных средств при двустороннем взаимодействии (С - cервер, К - клиент, (- средства сетевого взаимодействия)
Очевидно, что наличие программных продуктов для каждого из рассмотренных вариантов сильно зависит от конкретной пары операционных систем. Для некоторых пар может вовсе не найтись продуктов межсетевого взаимодействия, а для некоторых можно выбирать из нескольких вариантов. Рассмотрим в качестве примера набор программных продуктов, реализующих взаимодействие Windows NT и NetWare. В ОС Windows NT и в серверной части (Windows NT Server), и в клиентских частях (Windows NT Workstation) предусмотрены встроенные средства мультиплексирования нескольких протоколов, в том числе и стека IPX/SPX. Следовательно эта операционная система может поддерживать двустороннее взаимодействие (по варианту 2) с NetWare без каких-либо дополнительных программных средств. Аналогичным образом реализуется взаимодействие сетей Windows NT с UNIX-сетями.