Программное обеспечение информационно-вычислительных сетей
Программное обеспечение информационно-вычислительных сетей выполняет координацию работы основных звеньев и элементов сети; организует коллективный доступ ко всем ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение ресурсов с целью повышения эффективности обработки информации; выполняет техническое обслуживание и контроль работоспособности сетевых устройств.
Сетевое программное обеспечение состоит из трех составляющих:
- общего программного обеспечения;
- системного программного обеспечения;
- специального программного обеспечения.
Общее программное обеспечение образуется из компонентов базового программного обеспечения отдельных компьютеров, входящих в состав сети, и включает в себя операционные системы, системы автоматизации программирования и системы технического обслуживания.
Системное программное обеспечение представляет собой комплекс программных средств, поддерживающих и координирующих взаимодействие всех ресурсов сети как единой системы.
Специальное программное обеспечение предназначено для максимального удовлетворения пользователей программами часто решаемых задач и, соответственно, содержит прикладные программы пользователя, ориентированные на специфику его предметной области.
Особая роль в программном обеспечении отводится операционным системам. Они имеются как в составе общего программного обеспечения (операционные системы отдельных компьютеров), так и в составе системного программного обеспечения: сетевая операционная система, устанавливаемая на сервере или на одном из компьютеров одноранговой сети.
Сетевая операционная система (СОС) включает в себя набор управляющих и обслуживающих программ, обеспечивающих:
- координацию работы всех звеньев и элементов сети;
- оперативное распределение ресурсов по элементам сети;
- распределение потоков заданий между узлами вычислительной сети;
- установление последовательности решения задач и обеспечение их общесетевыми ресурсами;
- контроль работоспособности элементов сети и обеспечение достоверности входной и выходной информации;
- защиту данных и вычислительных ресурсов от несанкционированного доступа;
- выдачу справок об использовании информационных, программных и технических ресурсов сети.
Функциональные возможности операционных систем расширяются с помощью утилит – специальных программ, используемых операционной системой для выполнения прикладных функций.
Контрольные вопросы
- Что такое сервер и рабочая станция (клиент)?
- Перечислите и дайте краткую характеристику специализированных серверов.
- Что такое хост-компьютеры?
- Что такое модем и какие виды модемов вы знаете?
- Охарактеризуйте внутренний и внешний модемы.
- Отличие цифровых модемов от аналоговых.
- Что представляет собой сетевая карта, перечислите основные характеристики.
- Какие устройства межсетевого интерфейса вы знаете?
- Назначение повторителя как устройства межсетевого интерфейса.
- Назначение моста как устройства межсетевого интерфейса.
- Назначение маршрутизатора как устройства межсетевого интерфейса.
- Назначение шлюза как устройства межсетевого интерфейса.
- Что входит в сетевое программное обеспечение?
Программное обеспечение компьютерных сетей
Программное обеспечение компьютерных сетей обеспечивает организацию коллективного доступа к вычислительным и информационным ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение ресурсов сети с целью повышения оперативности обработки информации и максимальной загрузки аппаратных средств, а также в случае отказа и выхода из строя отдельных технических средств и т.д.
Программное обеспечение вычислительных сетей включает три компонента:
общее программное обеспечение, образуемое базовым ПО отдельных ЭВМ, входящих в состав сети;
специальное программное обеспечение, образованное прикладными программными средствами, отражающими специфику предметной области пользователей при реализации задач управления;
системное сетевое программное обеспечение, представляющее комплекс программных средств, поддерживающих и координирующих взаимодействие всех ресурсов вычислительной сети как единой системы.
Особая роль в ПО вычислительной сети отводится системному сетевому программному обеспечению, функции которого реализуются в виде распределенной операционной системы сети.
Выполняемое с помощью операционной системы сети управление включает: планирование сроков и очередности получения и выдачи информации абонентам; распределение решаемых задач по ЭВМ сети; присвоение приоритетов задачам и выходным сообщениям; изменение конфигурации сети ЭВМ; распределение информационных вычислительных ресурсов сети для решения задач пользователя.
Оперативное управление процессом обработки информации с помощью операционной системы сети помогает организовать: учет выполнения заданий (либо определить причины их невыполнения); выдачу справок о прохождении задач в сети; сбор данных о работах, выполняемых в сети.
ОС отдельных ЭВМ, входящих в состав вычислительной сети, поддерживают потребности пользователей во всех традиционных видах обслуживания: средствах автоматизации программирования и отладки, доступа к пакетам прикладных программ и информации локальных баз данных и т.д.
Глобальная компьютерная сеть Интернет
Развитие Интернета получило новый импульс благодаря инициативе Национального научного фонда США (NSF) по созданию глобальной сетевой инфраструктуры для системы высшего образования (1985-88). NSF создал сеть скоростных магистральных каналов связи и выделял средства на подключение к ней американских университетов, при условии, что университет обеспечивал доступ к сети для всех подготовленных пользователей. Интернет оставался преимущественно университетской сетью до начала 90-х годов, однако NSF сразу взял курс на то, чтобы сделать его в дальнейшем независимым от государственного финансирования. В частности, NSF поощрял университеты к поиску коммерческих клиентов. К 1988 году Интернет уже насчитывал около 56 тысяч соединенных компьютеров.
Настоящий расцвет Интернета начался в 1992 году, когда была изобретена новая служба, получившая странное название «Всемирная паутина» (World Wide Web, или WWW, или просто «веб»). WWW позволял любому пользователю Интернета публиковать свои текстовые и графические материалы в привлекательной форме, связывая их с публикациями других авторов и предоставляя удобную систему навигации. Постепенно Интернет начал выходить за рамки академических институтов и стал превращаться из средства переписки и обмена файлами в гигантское хранилище информации. К 1992 году Интернет насчитывал более миллиона соединенных компьютеров.
В настоящее время Интернет продолжает расти с прежней головокружительной скоростью. По оценке специалистов, количество передаваемой информации (трафик)в Интернете увеличивается на 30% ежемесячно. В 1999 году Интернет объединял около 60 миллионов компьютеров и более 275 миллионов пользователей, и каждый день в нем появлялось полтора миллиона новых вебовских документов. Эти оценки довольно приблизительны, потому что в Интернете нет центрального административного органа, который регистрировал бы новых пользователей и новые компьютеры.
Принципы и организация сети Интернет. IP-адресация
Интернет обладает некоторыми чертами почты, некоторыми чертами телеграфа и некоторыми чертами телефона. Так же как в телеграфе, в Интернете используется цифровая передача информации. Как в телефонной сети каждому телефону присваивается телефонный номер, так и каждому компьютеру в Интернете присваивается свой номер, который называется IP-адресом. Только в Интернете, в отличие от телефона, нет путаницы с локальными номерами и междугородними кодами: каждый IP-адрес имеет длину ровно 32 бита и записывается обычно как четыре десятичных числа (от 0 до 255), — например, 62.76.161.102. Это глобальная нумерация — каждый компьютер, подключенный к Интернету, имеет уникальный IP-адрес.
Наиболее глубокая аналогия существует между Интернетом и обычной почтой. В данном случае речь идет о том, что информация по Интернету передается в виде отдельных пакетов. Если нужно передать длинное сообщение, оно разбивается на нужное число кусочков, и каждый из них снабжается адресом отправителя, адресом получателя и некоторой служебной информацией. Каждый пакет передается по Интернету независимо от всех остальных и, в принципе, они могут следовать разными маршрутами. По прибытии пакетов на место из них собирается исходное сообщение. Это называется коммутацией пакетов.
Одним из главных преимуществ режима коммутации пакетов — это эффективное использование общих коммуникационных ресурсов. В Интернете каждый компьютер может одновременно принимать пакеты от большого количества других компьютеров. При этом возможны перегрузки коммутационных узлов (серверов) в результате большого количества информации. Однако все пакеты, пусть с небольшой задержкой, все равно дойдут до адресата в порядке своей очереди. В то же время, если в данный момент вы никакой информации не посылаете, то вы не потребляете никаких ресурсов сети, и тем самым можете находиться «на линии» сколь угодно долго, не создавая помех другим.
Для обеспечения жизнеспособности всей сети необходимо, чтобы обмен информацией между различными ее блоками или отдельными компьютерами велся на основе общепринятых стандартов. Набор формальных правил о том, как и в каком виде следует передавать данные между различными устройствами и программами, называется протоколом. Протокол позволяет корректно взаимодействовать программам, написанным разными авторами для разных типов компьютеров и операционных систем. Интернет использует протокол TCP/IP. Этот протокол регламентирует, как следует разбивать длинное сообщение на пакеты, как должны быть устроены пакеты, как контролировать прибытие пакетов к месту назначения, что делать в случае ошибок передачи данных, и другие детали.