Распределенные системы обработки данных Создание стандартных технологий локальных сетей Проблемы объединения нескольких компьютеров Логическая структуризация сети Информационные сети

Поддержка разных видов трафика Пропускная способность линии Кабели на основе экранированной витой пары Асинхронная и синхронная передачи Методы коммутации


Учебник по информационным технологиям. Информационные сети

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.


Технология мобильных сетей