Основные требования, предъявляемые к современным  

Лекция № 3 . Сетевые технологии

 

3.1 Устройства, подключаемые к сети

3.2 Основные требования, предъявляемые к современным

вычислительным сетям

3.3 Распределенные технологии хранения информационных ресурсов

 

Вычислительная сеть(далее сеть) — сложная система программных и аппаратных компонентов, взаимосвязанных друг с другом. Среди аппаратных средств можно |выделить компьютеры и коммуникационное оборудование. Программные компоненты состоят из операционных систем и сетевых приложений.

В настоящее время в сети используются компьютеры различных типов и классов с различными характеристиками. Это основа любой вычислительной сети. Ком­пьютеры, их характеристики определяют возможности вычислительной сети. Но в последнее время и коммуникационное оборудование (кабельные системы, повторители, мосты, маршрутизаторы и др.) стало играть не менее важную роль. Некоторые из этих устройств можно назвать компьютерами, которые решают сугубо специфические задачи по обеспечению работоспособности сетей, учиты­вая их сложность, стоимость и другие характеристики.

Для эффективной работы сетей используются специальные операционные систе­мы (ОС), которые, в отличие от персональных операционных систем, предназна­чены для решения специальных задач по управлению работой сети компьютеров. Это сетевые операционные системы. Сетевые ОС устанавливаются на специаль­но выделенные компьютеры.

Сетевые приложения — это прикладные программные комплексы, которые расши­ряют возможности сетевых ОС. Среди них можно выделить почтовые программы, системы коллективной работы, сетевые базы данных и др. В процессе разви­тия сетевых ОС некоторые функции сетевых приложений становятся обычными функциями ОС.

 

Устройства, подключаемые к сети

 

Все устройства, подключаемые к сети, можно разделить на три функциональные группы:

• рабочие станции;

• серверы сети;

• коммуникационные узлы.

Рабочая станция (workstation) — это персональный компьютер, подключенный к сети, на котором пользователь сети выполняет свою работу. Каждая рабочая стан­ция обрабатывает свои локальные файлы и использует свою операционную сис­тему. Но при этом пользователю доступны ресурсы сети. Можно выделить три типа рабочих станций: рабочая станция с локальным диском, бездисковая рабо­чая станция, удаленная рабочая станция.

На рабочей станций с диском (жестким или гибким) операционная система заг­ружается с этого локального диска. Для бездисковой станции операционная сис­тема загружается с диска файлового сервера. Такая возможность обеспечивается специальной микросхемой, устанавливаемой на сетевом адаптере бездисковой станции. Удаленная рабочая станция — это станция, которая подключается к ло­кальной сети через телекоммуникационные каналы связи (например, с помощью телефонной сети).

Сервер сети (server) — это компьютер, подключенный к сети и предоставляющий пользователям сети определенные услуги, например хранение данных общего пользования, печать заданий, обработку запроса к СУБД, удаленную обработку заданий и т. д. По выполняемым функциям можно выделить следующие группы серверов.

Файловый сервер (file server) — компьютер, хранящий данные пользователей сети и обеспечивающий доступ пользователей к этим данным. Как правило, этот ком­пьютер имеет большой объем дискового пространства. Файловый сервер обеспе­чивает одновременный доступ пользователей к общим данным. Файловый сервер выполняет следующие функции:

§ хранение данных;

§ архивирование данных;

§ согласование изменений данных, выполняемых разными пользователями;

§ передачу данных.

Сервер баз данных — компьютер, выполняющий функции хранения, обработки и управления файлами баз данных (БД). Сервер баз данных выполняет следующие функции:

§ хранение баз данных, поддержку их целостности, полноты, актуальности;

§ прием, и обработку запросов к базам данных, а также пересылку результатов
обработки на рабочую станцию;

§ обеспечение авторизированного доступа к базам данных, поддержку системы ведения и учета пользователей, разграничение доступа пользователей;

§ согласование изменений данных, выполняемых разными пользователями;

§ поддержку распределенных баз данных, взаимодействие с другими серверами баз данных, расположенными в другом месте.

Сервер прикладных программ (application server) — компьютер, который исполь­зуется для выполнения прикладных программ пользователей.

Коммуникационный сервер (communications server) — устройство или компьютер, который предоставляет пользователям локальной сети прозрачный доступ к своим последовательным портам ввода/вывода. С помощью коммуникационного серве­ра можно создать разделяемый модем, подключив его к одному из портов сервера. Пользователь, подключившись к коммуникационному серверу, может работать с таким модемом так же, как если бы модем был подключен непосредственно к ра­бочей станции.

Сервер доступа (access server) — это выделенный компьютер, позволяющий вы­полнять удаленную обработку заданий. Программы, инициируемые с удаленной рабочей станции, выполняются на этом сервере. От удаленной рабочей станции принимаются команды, введенные пользователем с клавиатуры, а возвращаются результаты выполнения задания.

Факс-сервер (fax server) — устройство или компьютер, который выполняет рас­сылку и прием факсимильных сообщений для пользователей локальной сети.

Сервер резервного копирования данных (back up server) — устройство или компью­тер, который решает задачи создания, хранения и восстановления копий данных, расположенных на файловых серверах и рабочих станциях. В качестве такого сервера может использоваться один из файловых серверов сети.

Следует отметить, что все перечисленные типы серверов могут функционировать на одном выделенном для этих целей компьютере.

К коммуникационным узлам сети относятся следующие устройства:

• повторители;

• коммутаторы (мосты);

• маршрутизаторы;

• шлюзы.

Протяженность сети, расстояние между станциями в первую очередь определя­ются физическими характеристиками передающей среды (коаксиального кабеля, витой пары и т. д.). При передаче данных в любой среде происходит затухание сигнала, что и приводит к ограничению расстояния. Чтобы преодолеть это ограничение и расширить сеть, устанавливают специальные устройства — повторите­ли, мосты и коммутаторы. Часть сети, в которую не входит устройство расшире­ния, принято называть сегментом сети.

Повторитель (repeater) — устройство, усиливающее или регенерирующее при­шедший на него сигнал. Повторитель, приняв пакет из одного сегмента, передает его во все остальные. При этом повторитель не выполняет развязку присоединен­ных к нему сегментов. В каждый момент времени во всех связанных повторите­лем сегментах поддерживается обмен данными только между двумя станциями.

Коммутатор (switch), или мост (bridge) — это устройство, которое, как и повто­ритель, позволяет объединять несколько сегментов. В отличие от повторителя, мост выполняет развязку присоединенных к нему сегментов, то есть одновремен­но поддерживает несколько процессов обмена данными для каждой пары станций разных сегментов.

Маршрутизатор (router) — устройство, соединяющее сети одного или разных типов по одному протоколу обмена данными. Маршрутизатор анализирует адрес назначения и направляет данные по оптимально выбранному маршруту.

Шлюз (gateway) — это устройство, позволяющее организовать обмен данными между разными сетевыми объектами, использующими разные протоколы обмена данными.

 

Основные требования, предъявляемые к современным  

Вычислительным сетям

 

Вычислительная сеть создается для обеспечения потенциального доступа к любо­му ресурсу сети для любого пользователя сети. Качество доступа к ресурсу как глобальная характеристика функционирования сети может быть описана многи­ми показателями, выбор которых зависит от задач, стоящих перед вычислитель­ной Сетью. Среди основных показателей можно выделить следующие:

• производительность;

• надежность;

• управляемость;

• расширяемость;

• прозрачность.

Производительность вычислительной сети может быть оценена с разных позиций. С точки зрения пользователя, важным числовым показателем производительно­сти сети является время реакции системы, особенно в той части, которая относится к работе сети. Время реакций – это время между моментом возникновения за­проса и моментом получения ответа. Время реакции зависит от многих факторов, таких как используемая служба сети, степень загруженности сети или отдельных сегментов и др. Поэтому при оценке производительности работы сети определя­ется среднее время реакции.

Пропускная способность сети определяется количеством информации, передан­ной через сеть или ее сегмент в единицу времени. Пропускная способность сети характеризует, насколько быстро сеть может выполнить свою основную задачу передачи информации. Пропускная способность определяется в битах в секунду.

Надежность работы вычислительной сети определяется надежностью работы всех ее компонентов. Для повышения надежности работы аппаратных компонен­тов обычно используют дублирование, когда при отказе одного из элементов функ­ционирование сети обеспечат другие.

При работе вычислительной сети должна обеспечиваться сохранность информа­ции и защита ее от искажений. Как правило, информация в сети хранится в не­скольких экземплярах (для повышения надежности). В этом случае необходимо обеспечить согласованность данных (например, идентичность копий при измене­нии информации).

Одной из функций вычислительной сети является передача информации (пере­дача осуществляется порциями, которые называются пакетами), во время кото­рой возможны ее потери и искажения. Для оценки надежности исполнения этой функции используются показатели вероятности потери пакета при его передаче, либо вероятности доставки пакета.

В современных вычислительных сетях важное значение имеет другая сторона на­дежности — безопасность. Это способность сети обеспечить защиту информации от несанкционированного доступа. Задачи обеспечения безопасности решаются применением как специального программного обеспечения, так и соответствую­щих аппаратных средств.

При работе вычислительной сети, которая в идеале объединяет отдельные компь­ютеры в единое целое, необходимы средства не только для наблюдения за работой сети, сбора разнообразной информации о функционировании сети, но и средства управления сетью. В общем случае система управления сетью должна предостав­лять возможность воздействовать на работу любого элемента сети. Должна быть обеспечена возможность осуществления мероприятия по управлению с любого элемента сети. Управлением сетью занимается администратор сети или пользо­ватель, которому поручены эти функции. Обычный пользователь, как правило, не имеет административных прав.

Другими характеристиками управляемости являются возможность определения проблем в работе вычислительной сети или отдельных ее сегментов, выработка управленческих действий для решения выявленных проблем и возможность авто­матизации этих процессов при решении похожих проблем в будущем.

Любая вычислительная сеть является развивающимся объектом, и не только в плане модернизации ее элементов, но и в плане ее физического расширения, добавления новых элементов сети (пользователей, компьютеров, служб). Суще­ствование таких возможностей, трудоемкость их осуществления входят в поня­тие расширяемости. Другой похожей характеристикой является масштабируе­ мость сети, которая определяет возможность расширения сети без существенного снижения ее производительности. Обычно одноранговые сети обладают хорошей расширяемостью, но плохой масштабируемостью. В таких сетях легко добавить новый компьютер, используя дополнительный кабель и сетевой адаптер, но суще­ствуют ограничения на количество подключаемых компьютеров в связи с суще­ственным падением производительности сети. В многосегментных сетях использу­ются специальные коммуникационные устройства, которые позволяют подключать к сети значительное количество дополнительных компьютеров без снижения об­щей производительности сети.

Прозрачность вычислительной сети является ее характеристикой с точки зрения пользователя. Эта важная характеристика должна оцениваться с разных сторон.

Прозрачность сети предполагает скрытие (невидимость) особенностей сети от конечного пользователя. Пользователь обращается к ресурсам сети как к обыч­ным локальным ресурсам компьютера, на котором он работает.

Вычислительная сеть объединяет компьютеры разных типов с разными операци­онными системами. Пользователю, у которого установлена, например, Windows, прозрачная сеть должна обеспечивать доступ к необходимым ему при работе ре­сурсам компьютеров, на которых установлена, например, UNIX. Другой важной стороной прозрачности сети является возможность распараллеливания работы между разными элементами сети. Вопросы назначения отдельных параллельных заданий отдельным устройствам сети также должны быть скрытыми от пользова­теля и решаться в автоматическом режиме.

Интегрируемость означает возможность подключения к вычислительной сети разнообразного и разнотипного оборудования, программного обеспечения от раз­ных производителей. Если такая неоднородная вычислительная сеть успешно выполняет свои функции, то можно говорить о том, что она обладает хорошей интегрируемостью.

Современная вычислительная сеть имеет дело с разнообразной информацией, процесс передачи которой сильно зависит от типа информации. Передача традици­онных компьютерных данных характеризуется неравномерной интенсивностью. При этом нет жестких требований к синхронности передачи. При передаче муль­тимедийных данных качество передаваемой информации в существенной степени зависит от синхронизации передачи. Сосуществование двух типов данных с про­тивоположными требованиями к процессу передачи является сложной задачей, решение которой является необходимым условием вычислительной сети с хоро­шей интегрируемостью.

Основным направлением развития интегрируемости вычислительных сетей яв­ляется стандартизация сетей, их элементов и компонентов. Все стандарты можно разделить на следующие виды:

§ стандарты отдельных фирм;

§ стандарты специальных комитетов и объединений, создаваемых несколькими фирмами;

§ стандарты национальных организаций по стандартизации;

§ международные стандарты.

Работы по стандартизации вычислительных сетей ведутся большим количеством организаций. Среди них необходимо выделить те, которые давно и успешно рабо­тают в области стандартизации вычислительных сетей.

---

Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 130; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!