Распределенные системы обработки данных
Архитектура распределенных систем и основные понятия распределенной обработки данных Правила построения кольца FDDI. Максимальные расстояния между станциями: до 2 км -многомодовый оптоволоконный кабель,
В распределенных системах обработки данных в той или иной степени осуществляется реализация следующих основных функций:
• доступ к ресурсам (вычислительным мощностям, программам, данным и т. п.) с терминалов и из пользовательских программ в режиме «файл-сервер»;
выполнение заданий и интерактивное общение пользователей с запущенными по их требованию программами в режиме «клиент-сервер»;
сбор статистики о функционировании системы;
обеспечение надежности и живучести системы в целом.
В настоящее время применяют различные подходы к классификации распределенных систем обработки данных по разным критериям.
По степени однородности различают:
полностью неоднородные РСОД;
частично неоднородные РСОД;
однородные РСОД.
Полностью неоднородные РСОД характеризуются тем, что в них объединены ЭВМ, построенные на основе различных архитектур и функционирующие под управлением разных операционных систем (ОС). Как правило, РСОД этого типа в качестве коммуникационной службы используют глобальные сети, базирующиеся на протоколах Х.25, Frame relay, ATM, Internet-технология.
Частично неоднородные РСОД строят на базе однотипных ЭВМ, работающих под управлением различных ОС, либо они включают в себя компьютеры различных типов, работающие под управлением одной ОС. Например, IBM PC компьютеры управляются различными ОС; MS DOS, OS/2, Windows 95, Windows NT.
Однородные распределенные системы строятся на однотипных вычислительных средствах, оснащенных одинаковыми операционными системами.
По архитектурным особенностям выделяют:
РСОД на основе систем телеобработки;
РСОД на основе сетевой технологии.
По степени распределенности с позиций пользователя РСОД делятся на 2 группы:
региональные и локальные.
К региональным РСОД относятся распределенные конфигурации, характеризующиеся следующими основными параметрами:
- неограниченной географической распределенностью;
- наличием тех или иных механизмов маршрутизации;
- каждые два узла связаны собственным каналом, и отсутствует проблема его разделения;
- широким диапазоном скоростей передачи - 103... 108 бит/с;
- произвольной топологией.
В них можно выделить несколько способов организации взаимодействия между ЭВМ:
коммутация каналов;
коммутация сообщений;
коммутация пакетов;
коммутация фреймов - Frame relay;
коммутация ячеек - ATM-технология.
Основу локальных РСОД составляет локальные сети со следующими характеристиками :
небольшая географическая распределенность;
использование единой коммуникационной среды и, следовательно, физическая полносвязность всех узлов сети, приводящая к замене маршрутизации адресацией;
высокие и очень высокие скорости обмена - 107... 109 бит/с;
применение специальных методов и алгоритмов доступа к единой среде для обеспечения высокой скорости передачи при одновременном использовании среды всеми узлами коммуникационной службы;
ограниченность возможных топологий.
Под архитектурой РСОД будем понимать взаимосвязь ее логической, физической и программной структур.
Административная служба управляет сетью, реализует процедуры реконфигурации и восстановления, собирает статистику о функционировании сети, осуществляет ее тестирование.
Разумеется, приведенный полный состав элементов логической структуры не является обязательным для всех реальных систем. Так, в однородных сетях отпадает необходимость в интерфейсной службе, в простейших сетях может отсутствовать административная служба и т. д. Информационно-вычислительная и терминальная службы образуют абонентскую службу, а интерфейсная и транспортная - коммуникационную. Из этого следует, что административная служба не осуществляет непосредственно какие-либо функции, связанные с сетевым обслуживанием пользователей, и может рассматриваться как механизм обслуживания самой сети.
Распределение элементов логической структуры по различным ЭВМ задает физическую структуру РСОД (рис. 8).
Элементами такой структуры являются ЭВМ, связанные между собой и с терминалами. В зависимости от реализации в ЭВМ той или иной сетевой службы в физической структуре можно выделить:
1 - главные ЭВМ;
2 - коммуникационные ЭВМ;
3 - интерфейсные ЭВМ;
4 - терминальные ЭВМ;
5 - административные ЭВМ.
В одной ЭВМ могут реализовываться несколько служб.
Структура и сигнал. Однако, что происходит, когда необходимо передать информацию на расстояние большее, чем позволяет канал связи? Совершенно очевидно, что каналы связи должны быть включены в каскадную схему. Последовательность бит создает новую единицу — „данное“. Реализация свойства направленности требует рассматривать данное как структуру, состоящую из двух частей: адресной и содержательной. Адресная часть управляет направлением переноса, а содержательная часть несет смысловое значение.
Ключевым фактором постиндустриального развития - информационной революции являются качественные, революционные изменения информационных и коммуникационных технологий. В результате информационной революции повышается роль и значимость информационной сферы в жизнедеятельности общества и государства, она из разряда вспомогательных переходит в разряд определяющих
Программная структура РСОД отражает состав компонентов сетевого программного обеспечения (ПО) и связи между ними. Очевидно, что состав сетевого ПО определяется логической структурой, т. е. функциями, выполняемыми ее службами, В то же время связи между компонентами ПО во многом зависят от физической структуры.
Уровень среды для конечного пользователя (user environment) характеризуется входными и выходными описаниями (генераторы форм и отчетов), языками проектирования информационной модели предметной области (языки 4GL), функциями утилит и библиотечных программ и прикладным уровнем среды коммуникаций, когда необходимы услуги дистанционного обмена информацией. На этом же уровне определена среда (инструментарий) прикладного программирования (application environment): языки и системы программирования, командные языки (оболочки ОС), языки запросов систем управления базами данных (СУБД), уровни сессий и представительный среды коммуникаций.
Открытые системы и объектно-ориентированный подход В связи с применением открытых систем весьма перспективным направлением представляется объектно-ориентированный подход проектирования и программирования. Объектно-ориентированное программирование - это относительно новый подход к разработке программных систем.
От централизованных систем - к вычислительным сетям Эволюция вычислительных систем Концепция вычислительных сетей является логическим результатом эволюции компьютерной технологии. Первые компьютеры 50-х годов - большие, громоздкие и дорогие - предназначались для очень небольшого числа избранных пользователей. Часто эти монстры занимали целые здания. Такие компьютеры не были предназначены для интерактивной работы пользователя, а использовались в режиме пакетной обработки.