|
КОМПЬЮТЕРНЫЕ
СЕТИ. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ
Появление персональных
компьютеров потребовало нового подхода к организации системы обработки
данных, к созданию новых информационных технологий. Возникла потребность
перехода от использования отдельных ЭВМ в системах централизованной обработки
данных к распределенной обработке данных.
Распределенная
обработка данных — это обработка данных, выполняемая на
независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную
систему.
Компьютерная
(вычислительная) сеть — это совокупность компьютеров и терминалов,
соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую
требованиям распределенной обработки данных.
Абонентами сети (т.
е. объектами, генерирующими или потребляющими информацию в сети) могут
быть отдельные компьютеры, комплексы ЭВМ, терминалы, промышленные роботы,
станки с числовым программным управлением и т. д.
В зависимости от
территориального расположения абонентов компьютерные сети делятся на:
- глобальные — вычислительная
сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных
континентах. Глобальные вычислительные сети позволяют
решить проолему объединения информационных ресурсов человечества и организации
доступа к этим ресурсам;
- региональные —
вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном
расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов большого города,
экономического региона, отдельной страны;
- локальные — вычислительная
сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории.
К классу локальных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм,
офисов и т. д.
Объединение глобальных,
региональных и локальных компьютерных сетей позволяет создавать многосетевые
иерархии, обеспечивающие мощные средства обработки огромных информационных
массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам.
В общем случае компьютерная
сеть представляется совокупностью трех вложенных друг в друга подсистем:
сети рабочих станций, сети серверов и базовой сети передачи данных.
Рабочая станция (клиентская-машина,
рабочее место, абонентский пункт, терминал) — это компьютер, за которым
непосредственно работает абонент компьютерной сети. Сеть рабочих станций
представлена совокупностью рабочих станций и средств связи, обеспечивающих
взаимодействие рабочих станций с сервером и между собой.
Сервер — это компьютер,
выполняющий общие задачи компьютерной сети и предоставляющий услуги рабочим
станциям. Сеть серверов — это совокупность серверов
и средств связи, обеспечивающих подключение серверов к базовой сети передачи
данных.
Базовая сеть передачи
данных — это совокупность средств передачи данных между серверами. Она
состоит из каналов связи и узлов связи. Узел связи — это совокупность
средств коммутации и передачи данных в одном пункте. Узел, связи принимает
данные, поступающие по каналам связи, и передает данные в каналы, ведущие
к абонентам.
Базовыми требованиями,
определяющими архитектуру компьютерных сетей, являются следующие:
- открытость — возможность
включения дополнительных компьютеров, терминалов, узлов и линий связи
без изменения технических и программных средств существующих компонентов;
- живучесть — сохранение
работоспособности при изменении структуры;
- адаптивность —
допустимость изменения типов компьютеров, терминалов, линий связи, операционных
систем;
- эффективность
— обеспечение требуемого качества обслуживания пользователей при минимальных
затратах;
- безопасность информации.
Безопасность — это способность сети обеспечить защиту информации от
несанкционированного доступа.
Указанные требования
обеспечиваются модульной организацией управления процессами в сети, реализуемой
по многоуровневой схеме. Чисдо уровней и распределение функций между ними
существенно влияет на сложность программного обеспечения компьютеров,
входящих в сеть, и на эффективность сети. Формальной процедуры выбора
числа уровней не существует. Классической является семиуровневая схема.
Эта архитектура пришита в качестве эталонной модели.
Уровень 1 — физический
— реализует управление каналом связи, что сводится к подключению и отключению
канала связи и формированию сигналов, представивших передаваемые данные.
Уровень 2 — канальный
— обеспечивает надежную передачу данных через физический канал, организованный
на уровне 1.
Уровень 3 — сетевой
— обеспечивает выбор маршрута передачи сообщений по линиям, связывающим
узлы сети.
Уровни 1-3 организуют
базовую сеть передачи данных как систему, обеспечивающую надежную передачу
данных между абонентами сети.
Уровень 4 — транспортный
— обеспечивает сопряжение абонентов сети с базовой сетью передачи данных.
Уровень 5 — сеансовый
— организует сеансы связи на период взаимодействия процессов. На этом
уровне по рапросам процессов создаются порты для приема и передачи сообщений
и организуются соединения — логические каналы.
Уровень 6 — представительный
— осуществляет трансформацию различных языков, форматов данных и кодов
для взаимодействия разнотипных компьютеров.
Уровень 7 — прикладной
— обеспечивает поддержку прикладных процессов пользователей. Порядок
реализации связей в сети регулируется протоколами. Протокол — это набор
коммутационных правил и процедур по формированию и передаче данных в
сети.
Базовые принципы
организации компьютерной сети определяют ее основные характеристики:
- операционные возможности
— перечень основных действий по обработке данных. Абоненты сети имеют
возможность использовать память и процессоры многих компьютеров для
хранения и обработки данных. Предоставляемая компьютерной сетью возможность
параллельной обработки данных многими компьютерами и дублирования необходимых
ресурсов позволяет сократить время решения задач, повысить надежность
системы и достоверность результатов;
- производительность
— представляет собой суммарную производительность компьютеров, участвующих
в решении задачи пользователя;
- время доставки
сообщений — определяется как статистическое среднее время от момента
передачи сообщения в сеть до момента получения сообщения адресатом;
- стоимость предоставляемых
услуг.
|
