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 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 проблему 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 (КС) 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;
- безопасностьинформации. Безопасность – это способность сети обеспечить защиту информации от несанкционированного доступа.
Указанные требования обеспечиваются модульной организацией управления процессами в сети, реализуемой по многоуровневой схеме. Число 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 принята в качестве эталонной модели.
Уровень 1 - физический - реализует управление каналом связи, что сводится к подключению и отключению канала связи и формированию сигналов, представляющих 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 запросам процессов создаются порты для приема и передачи сообщений и организуются соединения - логические каналы.
Уровень 6 - представительный - осуществляет трансляцию 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 передачи 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.
