Формы взаимодействия абонентских эвм
Существуют следующие основные формы взаимодействия абонентских ЭВМ.
- Терминал-удаленный процесс – предусматривает обращение с терминала одной из абонентских ЭВМ к процессу, находящемуся на другой ЭВМ сети. При этом устанавливается логическая связь с процессом и производится сеанс работы с ним.
- Терминал-доступ к удаленному файлу – предусматривает открытие удаленного файла, модификацию или транспортировку на любое устройство абонентской ЭВМ для работы с ним в локальном режиме.
- Терминал-доступ к удаленной базе данных – аналогично предыдущему, только работа с БД производится в соответствии с правами доступа, которые имеет данный пользователь ВС.
- Терминал-терминал – предусматривает обмен информации в диалоговом режиме.
- Электронная почта. Каждый абонент имеет на своей ЭВМ «почтовый ящик». Это специальный файл, в который записываются все поступающие на его адрес сообщения. Конечный пользователь может проверять свой «почтовый ящик», выводить сообщения на печать, передавать сообщения другим абонентам сети.
Модель взаимодействия открытых систем
Многообразие производителей ВС сетей и сетевого ПО породило проблему объединения сетей различных архитектур. Для этого была разработана модель архитектуры открытых систем.
Открытая система – система, взаимодействующая с другими системами в соответствии с принятым стандартом. Эта модель представляет собой рекомендации для построения стандартов совместимых сетевых программных продуктов.
Модель взаимодействия открытых систем состоит из семи уровней (рис 4.7).
7-й уровень (прикладной) – обеспечивает поддержку прикладных процессов конечных пользователей и определяет уровень прикладных задач, реализуемых в данной ВС. Этот уровень содержит также все необходимые элементы сервиса для прикладных программ и некоторые задачи сетевой операционной среды.
6-й уровень (представительный) – определяет синтаксис данных в модели, т.е. представление данных. Он гарантирует представление данных в кодах и форматах, принятых в системе. Этот уровень может быть объединен с прикладным.
5-й уровень (сеансовый) – реализует управление и поддержку сеанса связи между двумя абонентами через коммуникационную сеть. Сеансовый уровень поддерживает и завершает сеанс связи.
Три верхних уровня можно объединить понятием «процесс» (прикладной процесс).
4-й уровень (транспортный) – обеспечивает взаимодействие между процессами и сетью. Он устанавливает логические каналы между процессами и обеспечивает передачу по этим каналам информационных пакетов, которыми обмениваются процессы. Пакет – это группа байтов, передаваемых абонентами.
3-й уровень (сетевой) – определяет интерфейс оконечного оборудования данных пользователя с сетью коммуникации пакетов. Он также отвечает за маршрутизацию пакетов в коммуникационной сети и за связь между сетями – реализует межсетевое взаимодействие.
2-й уровень (канальный) – реализует процесс передачи информации по информационному каналу. Информационный канал — логический канал, устанавливаемый между двумя ЭВМ, соединенными физическим каналом. Канальный уровень обеспечивает управление потоками данных в виде кадров, в которые упаковываются информационные пакеты, обнаруживает ошибки передачи и реализует алгоритмы восстановления информации в случае обнаружения сбоев или потерь данных.
1-й уровень (физический) – выполняет все необходимые процедуры в канале связи. Его основная задача – управление аппаратурой передачи данных и подключенными к ней каналами связи.
При передаче информации в сеть от прикладного процесса происходит ее обработка уровнями модели, заключающаяся в том, что каждый уровень прибавляет к информации процесса свой заголовок — служебную информацию, которая необходима для адресации сообщений и некоторых контрольных функций.
Канальный уровень добавляет кроме заголовков еще некоторую контрольную последовательность (концевик).
Физический уровень заголовка не добавляет. Сообщение, обрамленное заголовками и концевиками, уходит в коммуникационную сеть и поступает на абонентские ЭВМ ВС. Каждая ЭВМ, принявшая сообщение, дешифрирует адреса и определяет, не ей ли предназначено данное сообщение. При этом происходит обратный процесс – чтение и отсечение заголовка уровнями. Каждый уровень различает только свой заголовок. Так информация поступает к процессу, которому она была адресована.
Функции уровней реализуются либо в аппаратуре (физический), либо в ПО (все остальные).
5.2 Основные формы взаимодействия абонентских ЭВМ
Самое существенное в работе вычислительной сети — определение набора функций, доступных ее абоненту.
Так как пользователи сети работают в определенных предметных областях и используют сеть для решения своих прикладных задач, напомним, что такое процесс, и определим понятие прикладной процесс.
Процесс — не которая последовательность действий для решения задачи, определяемая программой.
Прикладной процесс — некоторое приложение пользователя, реализованное в прикладной программе.
Отсюда следует, что взаимодействие абонентских ЭВМ в сети можно рассматривать как взаимодействие прикладных процессов конечных пользователей через коммуникационную сеть.
Коммуникационная сеть обеспечивает физическое соединение между абонентскими ЭВМ — передачу сообщений по каналам связи. Для того чтобы могли взаимодействовать процессы, между ними должна существовать и логическая связь.
Анализ работы вычислительных сетей позволяет установить следующие формы взаимодействия между абонентскими ЭВМ:
— взаимодействие терминал -удаленный процесс предусматривает обращение с терминала одной из абонентских ЭВМ к процессу, находящемуся на другой абонентской ЭВМ сети. При этом устанавливается логическая связь с процессом и проводится сеанс работы с ним. Возможна также работа в режиме консоли — трансляция команд сетевой операционной системы на удаленную ЭВМ.
— при взаимодействии терминал — доступ к удаленному файлу можно открыть удаленный файл, модифицировать его или произвести транспортировку этого файла на любое внешнее устройство абонентской ЭВМ для дальнейшей работы с ним в локальном режиме.
— работа в режиме терминал — доступ к удаленной базе данных аналогична предыдущей форме взаимодействия. Только в этом случае производится работа с базой данных в ее полном объеме в соответствии с правами доступа, которыми обладает данный пользователь вычислительной сети.
— взаимодействие терминал — терминал предусматривает обмен сообщениями между абонентами сети в диалоговом режиме. Сообщения могут посылаться как отдельным абонентам, так и группам абонентов сети.
— форма взаимодействия электронная почта в последнее время стала очень распространенной. Каждый абонент имеет на своей ЭВМ «почтовый ящик». Это специальный файл, в который записываются все поступающие в его адрес сообщения. Конечный пользователь может проверять в начале работы свой «почтовый ящик», выводить сообщения на печать и передавать сообщения в адрес других абонентов вычислительной сети.
2. Функционирование вычислительных сетей
• сервер — ЭВМ (источник ресурсов сети), обеспечивающая пользователей сети определенными услугами. Различают файловые серверы (компьютеры с большой емкостью памяти, предназначенные для хранения данных пользователей сети и обеспечения доступа к ним), серверы баз данных (компьютеры со специальным программным обеспечением «системой управления базами данных», предназначенные для хранения и обработки огромных массивов данных), серверы печати (компьютеры со специальным программным обеспечением, предназначенные для организации процесса печати) и др.;
• рабочая станция — специализированный высокопроизводительный компьютер, оснащенный дополнительным оборудованием и специальным программным обеспечением и ориентированный на профессиональную деятельность в определенной области;
• сетевой компьютер — ЭВМ делового применения, предназначенная для работы в вычислительной сети, но способная функционировать и в автономном режиме. При этом ее настройка, техническая поддержка и установка программного обеспечения производятся централизованно;
• терминал — устройство, не предназначенное для работы в автономном режиме (не имеет процессора для обработки команд), а выполняющее операции по вводу команд пользователя, их передаче другому компьютеру и выдаче готового результата.
Пользователи работают в определенных предметных областях и используют сеть для решения своих задач. Взаимодействие абонентов сети можно рассматривать как взаимодействие приложений пользователей через коммуникационную сеть. Между абонентами сети возможны четыре формы взаимодействия:
• абонент — удаленный процесс. Эта форма предусматривает обращение одного абонента сети к процессу (программе), находящемуся на другой абонентской ЭВМ;
• абонент — доступ к удаленному файлу. Эта форма позволяет открыть удаленный файл, модифицировать его или про-
извести транспортировку этого файла на любое устройство памяти абонентской ЭВМ для дальнейшей работы с ним в локальном режиме;
• абонент — доступ к удаленной базе данных. Эта форма аналогична предыдущей, только в этом случае производится работа с базой данных в соответствии с правами доступа, которыми обладает данный пользователь сети;
• абонент — абонент. Эта форма предусматривает обмен сообщениями между абонентами сети в диалоговом режиме, при этом сообщения могут посылаться как отдельным абонентам, так и их группам.
Для передачи информации из ЭВМ в коммуникационную среду необходимо согласовать на физическом и кодовом уровнях сигналы внутреннего интерфейса ЭВМ с сигналами, передаваемыми по каналам связи. Для этого используются адаптеры — технические устройства, выполняющие функции сопряжения ЭВМ с каналами связи.
Существует два вида таких адаптеров:
• одноканалъный адаптер обеспечивает сопряжение ЭВМ с одним каналом связи;
• мультиплексор (многоканальный адаптер) обеспечивает сопряжение ЭВМ с несколькими каналами связи.
Наиболее дорогим компонентом вычислительной сети является канал связи, который должен обеспечивать необходимую пропускную способность (скорость передачи данных). Поэтому при построении вычислительных сетей стараются сэкономить на каналах связи, коммутируя несколько внутренних каналов и один внешний. Для этого используется концентратор — специальное устройство, коммутирующее путем частотного распределения несколько каналов связи в один.
Для передачи цифровой информации по каналу связи необходимо преобразовать ее в аналоговые сигналы (модуляция данных), а при приеме информации из канала связи выполнить обратное действие — преобразовать ее в поток битов (демодуляция данных). Для этого используется модем — специальное устройство, выполняющее модуляцию и демодуляцию информационных сигналов ЭВМ при их передаче в канал связи и их приеме из канала связи.
Важной характеристикой модема является скорость передачи Данных. Еще в XX веке Уильям Шеннон (из компании Bell Labs) сформулировал закон для коммуникационных устройств (закон Шеннона), определивший теоретический предел скорости модема (ограничения на модуляцию-демодуляцию сигналов) на уровне около 34 Кбит/с. Сегодняшние модемы, работающие по протоколу V.34 на скорости 33,6 Кбит/с, полностью исчерпали предел аналоговых телефонных линий. Новые устройства, работающие по протоколу V.90 на скорости 56 Кбит/с, в принципе, не являются модемами, так как такие скорости доступны лишь в цифровых телефонных линиях (в которых нет процессов модуляции-демодуляции).
Независимо от типа сети существуют три режима передачи данных в сетях:
• симплексный резким обеспечивает передачу данных только в одном направлении (практически не используется в вычислительных сетях). Например, информация может собираться с помощью датчиков, а затем передаваться для обработки в ЭВМ;
• полудуплексный резким обеспечивает попеременную передачу информации, когда источник и приемник информации последовательно меняются местами (редко используется в вычислительных сетях). Например, связь по рации;
• дуплексный резким обеспечивает одновременную передачу и прием данных (наиболее скоростной режим работы, позволяющий эффективно использовать вычислительные возможности быстродействующих ЭВМ в сочетании с высокой скоростью передачи данных по каналам связи). Например, разговор по телефону.