Общие задачи взаимодействия компьютеров в сети

Эволюция сетей ЭВМ.

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.

Системы пакетной обработки

Системы пакетной обработки, как правило, строились на базе мэйнфрейма - мощного и надежного компьютера универсального назначения. Пользователи подготавливали перфокарты, содержащие данные и команды программ, и передавали их в вычислительный центр. Операторы вводили эти карты в компьютер, а распечатанные результаты пользователи получали обычно только на следующий день (рис1.1.)

Многотерминальные системы - прообраз сети

По мере удешевления процессоров в начале 60-х годов появились новые способы организации вычислительного процесса, которые позволили учесть интересы пользователей. Начали развиваться интерактивные многотерминальные системы разделения времени (рис. 1.2) В таких системах компьютер отдавался в распоряжение сразу нескольким пользователям. Каждый пользователь получал в свое распоряжение терминал, с помощью которого он мог вести диалог с компьютером.

Терминалы, выйдя за пределы вычислительного центра, рассредоточились по всему предприятию. И хотя вычислительная мощность оставалась полностью централизованной, некоторые функции - такие как ввод и вывод данных - стали распределенными. Такие многотерминальные централизованные системы внешне уже были очень похожи на локальные вычислительные сети. Действительно, рядовой пользователь работу за терминалом мэйнфрейма воспринимал примерно так же, как сейчас он воспринимает работу за подключенным к сети персональным компьютером. Пользователь мог получить доступ к общим файлам и периферийным устройствам, при этом у него поддерживалась полная иллюзия единоличного владения компьютером, так как он мог запустить нужную ему программу в любой момент и почти сразу же получить результат. (Некоторые, далекие от вычислительной техники пользователи даже были уверены, что все вычисления выполняются внутри их дисплея.)

Появление глобальных сетей

Тем не менее потребность в соединении компьютеров, находящихся на большом расстоянии друг от друга, к этому времени вполне назрела. Началось все с решения более простой задачи - доступа к компьютеру с терминалов, удаленных от него на многие сотни, а то и тысячи километров. Терминалы соединялись с компьютерами через телефонные сети с помощью модемов. Такие сети позволяли многочисленным пользователям получать удаленный доступ к разделяемым ресурсам нескольких мощных компьютеров класса суперЭВМ. Компьютеры получили возможность обмениваться данными в автоматическом режиме, что, собственно, и является базовым механизмом любой вычислительной сети. Используя этот механизм, в первых сетях были реализованы службы обмена файлами, синхронизации баз данных, электронной почты и другие, ставшие теперь традиционными сетевые службы.

Первые локальные сети

В начале 70-х годов произошел технологический прорыв в области производства компьютерных компонентов - появились большие интегральные схемы. Их сравнительно невысокая стоимость и высокие функциональные возможности привели к созданию мини-компьютеров, которые стали реальными конкурентами мэйнфреймов.

Даже небольшие подразделения предприятий получили возможность покупать для себя компьютеры. Затем предприятия и организации стали соединять свои мини-компьютеры вместе и разрабатывать программное обеспечение, необходимое для их взаимодействия. В результате появились первые локальные вычислительные сети (рис. 1.4.).

Сближение локальных и глобальных сетей

отличия между локальными и глобальными сетями:

· Протяженность и качество линий связи

· Сложность методов передачи данных

· Скорость обмена данными в локальных сетях

· Разнообразие услуг

Постепенно различия между локальными и глобальными типами сетевых тех­нологий стали сглаживаться. Изолированные ранее локальные сети начали объ­единять друг с другом, при этом в качестве связующей среды использовались глобальные сети.

Еще одним признаком сближения локальных и глобальных сетей является появление сетей, занимающих гсромежуточное.лоложение между локальными и глобальными сетями. Город* ские сети, или сети мегаполисов (Metropolitan Area Networks, MAN), предназначены для об­служивания территории крупного города.

Конвергенция компьютерных и телекоммуникационных сетей

С каждым годом усиливается тенденция сближения компьютерных и телеком­муникационных сетей разных видов. Предпринимаются попытки создания уни­версальной, так называемой мультисервисной сети, способной предоставлять услуги как компьютерных, так и телекоммуникационных сетей.

· сближение видов услуг

· Технологическое сближение сетей (происходит сегодня на основе цифровой пере­дачи информации различного типа, метода коммутации пакетов и программиро­вания услуг.)

Общие задачи взаимодействия компьютеров в сети.

Вариант 1.

Сеть ЭВМ - это совокупность компьютеров, коммутационно-распределительного оборудования, объединенных каналами связи, и программного обеспечения.
Основное назначение сетей ЭВМ – обеспечение коллективного использования аппаратных и информационных ресурсов ЭВМ, включенных в сеть, посредством создания на их базе различного рода распределенных информационных и вычислительных систем.

ЭВМ, включенные в сеть, выполняют различные функции. Это могут быть машины, предоставляющие свои ресурсы удаленным пользователям, их называют серверами. Другие машины являются потребителями сервиса, предоставляемого машинами-серверами. Их называют машинами–клиентами или рабочими станциями. Некоторые ЭВМ могут выполнять и те и другие функции одновременно.

Задачи, возлагаемые на сеть ЭВМ, решаются на основе обеспечения обмена информационными сообщениями между удаленными ЭВМ. Именно эта возможность является основой построения принципиально новых по своим функциональным возможностям компьютерных распределенных систем. С помощью сообщений одна ЭВМ запрашивает доступ к ресурсам других ЭВМ,включенных в сеть, получая возможность использования их памяти, периферийных устройств, производительности. ЭВМ, объединенные в сеть, позволяют организовать распределенные базы данных, удаленные и распределенные вычисления.

Назначение сетей

1. Обеспечение коллективного доступа к аппаратным и информационным ресурсам сети. К аппаратным ресурсам относится вычислительная производительность (решение задач на удаленном компьютере), периферийные устройства (принтер, жесткий, гибкий, CD диски, и др.)

2. Передача любого вида информации (организация телеконференций, обмен видео, аудиоинформацией и др.), обмен неформализованной информацией между пользователями (электронная почта).

3. Создание распределенных баз данных и организация удаленного доступа пользователей к ним с ЭВМ сети.

4. Создание АСУ различных типов.

Вариант 2.

Главная цель, которая преследуется при соединении компьютеров в сеть - это возможность использования ресурсов каждого компьютера всеми пользователями сети. Для того, чтобы реализовать эту возможность, компьютеры, подсоединенные к сети, должны иметь необходимые для этого средства взаимодействия с другими компьютерами сети. Задача разделения сетевых ресурсов является сложной, она включает в себя решение множества проблем - выбор способа адресации компьютеров и согласование электрических сигналов при установление электрической связи, обеспечение надежной передачи данных и обработка сообщений об ошибках, формирование отправляемых и интерпретация полученных сообщений, а также много других не менее важных задач.

Обычным подходом при решении сложной проблемы является ее декомпозиция на несколько частных проблем - подзадач. Для решения каждой подзадачи назначается некоторый модуль. При этом четко определяются функции каждого модуля и правила их взаимодействия.

Частным случаем декомпозиции задачи является многоуровневое представление, при котором все множество модулей, решающих подзадачи, разбивается на иерархически упорядоченные группы - уровни. Для каждого уровня определяется набор функций-запросов, с которыми к модулям данного уровня могут обращаться модули выше лежащего уровня для решения своих задач.