Краткая история развития ЭВМ и методов доступа к ним.

 

· Однопользовательские ЭВМ

· Системы пакетной обработки

· Системы с разделением времени и много терминальные системы

· Персональные компьютеры

· Вычислительные комплексы

· Сети ЭВМ – частные случай распределенной системы

 

В нашем курсе под термином сети ЭВМ мы будем понимать множество соединенных между собой автономных машин.

Часто возникает путаница между распределенными системами и сетями ЭВМ. Работая с распределенной системой, пользователь может не иметь ни малейшего представления на каких процессорах, где, с использованием конкретно каких физических ресурсов будет исполняться его программа. В сети, поскольку все машины там автономны, пользователь должен делать все явно. Основное различие между этими системами лежит в организации их программного обеспечения. И там и там происходит передача информации. Вопрос кто ее инициирует. В сети - пользователь, в распределенной системе - система.

Способы соединения ЭВМ между собой.

· Современные тенденции

· Различия между ЛВС и РВС по скорости передачи стираются

· Организация работы с внешней памятью – подсеть в сети

· Возврат к mainframe’мам – один слон дешевле десятка тяжеловозов

· Цифра, звук, видео – разнородные потоки информации

Кто и для чего использует сеть ЭВМ

Сети для организаций

 

· разделение и управление ресурсами предприятия – позволить сотрудникам получить доступ ко всем устройствам, файлам, базам данных и т.п. вне зависимости от физического места их расположения. (ЦБ РФ, FedExp, GM склад).

· повышение надежности функционирования предприятия за счет оперативности управления и использования имеющихся ресурсов.

· сокращение затрат на функционирование предприятия – один принтер, один факс, один сервер на несколько сотрудников.

· повышение экономической эффективности, за счет гибкой организации работы информационных систем. (Отсутствие складов, принятие решений.)

· средство общения и связи (телеконсультации и конференции оперативность принятия решений);

· подготовка персонала (в некоторых крупных западных фирмах стоимость подготовки вновь принятого сотрудника достигает 50 000 долларов).

 

Сети для индивидуальных пользователей

 

· доступ к удаленной информации (news, WWW)

· общение с другими людьми (news, e-mail, video conference)

· обучение

· развлечение

Социальное влияние

• информационная открытость общества

• непрерывность образования

• общедоступность знаний

• взаимодействие с государством

· нанесение ущерба репутации людей

· сеть не знает государственных границ

· использование ресурсов организации в личных целях

· анонимки

· наркотики

Организация вычислительных сетей

 

Все оборудование сети можно разделить на абонентские машины и транспортную среду. Машины, на которых пользователи запускают приложения, называют абонентскими или хост-машинами (host). Абонентские машины обеспечивают интерфейс пользователей и работу приложений в сети. Абонентские машины подсоединены к транспортной среде. Транспортная среда обеспечивает передачу данных между приложениями, которые «крутятся» на абонентских машинах. Эта среда состоит из коммутирующих машин (маршрутизаторы, шлюзы) и СПД системы. Рис.1-5

Коммутирующие элементы - это специализированные компьютеры, соединяющие два и более коммуникационных канала. Эти машины мы будем называть маршрутизаторы. СПД система состоит из каналов и переключателей (коммутаторов). Каналы состоят из линий связи и каналообразующей аппаратуры.

Здесь необходимо оговориться. Различие между транспортной средой (ТС) и СПД состоит только в том, что в ТС есть специальные машины, называемые маршрутизаторы. Хотя в СПД так же есть средства, которые обеспечивают управление потоками данных.

 

 

Системы передачи данных

Система передачи данных обеспечивает передачу данных между машинами в сети. Эти машины не обязательно абонентские, это могу быть и маршрутизаторы.

Каналы передачи данных – это линии связи самой различной природы и каналообразующая аппаратура.

Линиями связи могут быть обычные телефонные линии, представляющие собой витую пару медных проводов, либо коаксиальный кабель, какой, например, используется для телевизионного антенного ввода у нас дома. Это может быть волоконно-оптический кабель, где данные передаются с помощью электромагнитных импульсов в световом диапазоне. Это могут быть беспроводные радиочастотные каналы связи.

Каналообразующая аппаратура обеспечивает интерфейс между линией связи и коммуникационной машиной (маршрутизатором) либо переключателем (коммутатором).

На сегодня отсутствует общепринятая классификация систем передачи данных. Для них, как и для сетей, есть три общепризнанных критерия, по которому их различают, это:

· Способ коммутации потоков данных

· Тип каналов

· Топология системы

 

Каналы подсоединяют к коммуникационным машинам либо коммутаторам. Коммуникационные машины, обеспечивают коммутацию потоков данных на уровне ТС, а коммутаторы на уровне СПД.

Выделяют два основных способа коммутации потоков данных – коммутацию каналов, коммутацию сообщений и коммутацию пакетов.

Коммутация каналов – управление потоком данных в реальном времени, который характеризуется следующими свойствами:

· сохраняется порядок передаваемых данных.

· если канал с коммутирован и в нем нет неполадок, то нет отказов при передаче.

· огромный опыт создания

· хорошо развитая инфраструктура.

В тоже время этот способ коммутации поток данных отличает по сравнению с другими способами

· неэффективное использование ресурсов,

· низкая надежность,

· медленное установление соединения..

Коммутация пакетов –

· высокая скорость установления соединения (передатчик сразу начинает передачу и не ждет физического установления соединения),

· низкий уровень ошибок в канале,

· надежность,

· рациональное использование ресурсов,

· сильная зависимость времени передачи от загрузки сети.

 

В общем случае, все каналы по типу можно разделить на

· Каналы точка-точка.

· Каналы с множественным доступом.

.

Каналы с множественным доступом имеют единый канал передачи данных, который используют все машины сети. Короткое сообщение, называемое пакет, имеющее специальную структуру, отправленное какой-то машиной, получают все другие машины сети. В определенном поле пакета указан адрес получателя. Каждая машина проверяет это поле. Если она обнаруживает в этом поле свой адрес, то она приступает к обработке пакета, если в этом поле не ее адрес, то она просто игнорирует пакет.

Системы передачи данных с каналами с множественным доступом, как правило, имеют режим, когда один пакет адресуется всем машинам в сети. Это, так называемый, режим широкого вещания. Есть в таких сетях режим группового вещания: один и тот же пакет получают машины, принадлежащие к определенной группе в сети.

Системы СПД с каналами с множественным доступом можно подразделить по методам выделения канала на динамические и статические.

Статические - time-shearing (временное разделение канала между машинами; канал простаивает если машине нечего передавать)

Динамические - централизованные и распределенные механизмы выделения канала по запросу.

Системы СПД с каналами точка-точка соединяют каждую пару машин индивидуальными каналом. Поэтому прежде чем пакет достигнет адресата он проходит через несколько коммутаторов. В этих сетях возникает потребность в управлении направлением передачи. От ее эффективности зависит скорость доставки сообщений, распределение нагрузки в сети.

 

Системы СПД с множественным доступом, как правило, используют на географически небольших территориях. Сети точка-точка - для построения крупных сетей, охватывающих большие регионы.

 

Важным фактором конструкции ТС является топология соединения маршрутизаторов, входящих в состав ТС. От нее зависит время задержки, перегрузки и многие другие параметры функционирования сети.

Рис.1-6

 

Абонентские машины

Абонентские машины – обеспечивают работу приложений. Такая машина обязательно содержит средства сопряжения и взаимодействия с ТС. «Чистых» абонентских машин не бывает.

Клиент и сервер – это взгляд на распределение функций в системе и к сетям, вообще говоря, отношения не имеет.

Рис. 1-1.