Масштабируемость это характеристика вычислительной сети означающая

Требования к компьютерным сетям

Расширяемость (extensibility) означает возможность сравнительно легкого добавления отдельных элементов сети (пользователей, компьютеров, приложений, служб), наращивания длины сегментов сети и замены существующей аппаратуры более мощной. При этом принципиально важно, что легкость расширения системы иногда может обеспечиваться в весьма ограниченных пределах. Например, локальная сеть Ethernet , построенная на основе одного сегмента толстого коаксиального кабеля , обладает хорошей расширяемостью , в том смысле, что позволяет без труда подключать новые станции. Однако такая сеть имеет ограничение на число станций — оно не должно превышать 30–40. Хотя сеть допускает физическое подключение к сегменту и большего числа станций (до 100), но при этом чаще всего резко снижается производительность сети. Наличие такого ограничения и является признаком плохой масштабируемости системы при хорошей расширяемости .

Масштабируемость (scalability) означает, что сеть позволяет наращивать количество узлов и протяженность связей в очень широких пределах, при этом производительность сети не ухудшается. Для обеспечения масштабируемости сети приходится применять дополнительное коммуникационное оборудование и специальным образом структурировать сеть . Например, хорошей масштабируемостью обладает многосегментная сеть , построенная с использованием коммутаторов и маршрутизаторов и имеющая иерархическую структуру связей. Такая сеть может включать несколько тысяч компьютеров и при этом обеспечивать каждому пользователю сети нужное качество обслуживания .

Прозрачность

Прозрачность (transparency) сети достигается в том случае, когда сеть представляется пользователям не как множество отдельных компьютеров, связанных между собой сложной системой кабелей, а как единая традиционная вычислительная машина с системой разделения времени. Известный лозунг компании Sun Microsystems » Сеть — это компьютер » — говорит именно о такой прозрачной сети.

Прозрачность может быть достигнута на двух различных уровнях — на уровне пользователя и на уровне программиста. На уровне пользователя прозрачность означает, что для работы с удаленными ресурсами он использует те же команды и привычные процедуры, что и для работы с локальными ресурсами. На программном уровне прозрачность заключается в том, что приложению для доступа к удаленным ресурсам требуются те же вызовы, что и для доступа к локальным ресурсам. Прозрачности на уровне пользователя достичь проще, так как все особенности процедур, связанные с распределенным характером системы, скрываются от пользователя программистом, который создает приложение . Прозрачность на уровне приложения требует сокрытия всех деталей распределенности средствами сетевой операционной системы .

Прозрачность — свойство сети скрывать от пользователя детали своего внутреннего устройства, что упрощает работу в сети.

Сеть должна скрывать все особенности операционных систем и различия в типах компьютеров. Пользователь компьютера Macintosh должен иметь возможность обращаться к ресурсам, поддерживаемым UNIX -системой, а пользователь UNIX — разделять информацию с пользователями Windows 95 . Подавляющее большинство пользователей ничего не хочет знать о внутренних форматах файлов или о синтаксисе команд UNIX . Пользователь терминала IBM 3270 должен иметь возможность обмениваться сообщениями с пользователями сети персональных компьютеров без необходимости вникать в секреты трудно запоминаемых адресов.

Концепция прозрачности применима к различным аспектам сети. Например, прозрачность расположения означает, что от пользователя не требуется знать местонахождение программных и аппаратных ресурсов, таких как процессоры, принтеры, файлы и базы данных . Имя ресурса не должно включать информацию о месте его расположения, поэтому имена типа mashine1:prog.c или \\ftp_serv\pub прозрачными не являются. Аналогично, прозрачность перемещения означает, что ресурсы могут свободно перемещаться из одного компьютера в другой без изменения имен. Еще одним из возможных аспектов прозрачности является прозрачность параллелизма , которая заключается в том, что процесс распараллеливания вычислений происходит автоматически, без участия программиста, при этом система сама распределяет параллельные ветви приложения по процессорам и компьютерам сети. В настоящее время нельзя сказать, что свойство прозрачности в полной мере присуще многим вычислительным сетям, это скорее цель, к которой стремятся разработчики современных сетей.

Поддержка разных видов трафика

Компьютерные сети изначально предназначались для совместного доступа к ресурсам компьютеров: файлам, принтерам и т. п. Трафик, создаваемый этими традиционными службами компьютерных сетей, имеет свои особенности и существенно отличается от трафика сообщений в телефонных сетях или, например, в сетях кабельного телевидения. Однако в 90-е годы в компьютерные сети проник трафик мультимедийных данных, представляющих в цифровой форме речь и видеоизображение. Компьютерные сети стали использоваться для организации видеоконференций, обучения на основе видеофильмов и т. п. Естественно, что для динамической передачи мультимедийного трафика требуются иные алгоритмы и протоколы, и, соответственно, другое оборудование. Хотя доля мультимедийного трафика пока невелика, он уже начал проникать как в глобальные, так и в локальные сети , и этот процесс, очевидно, будет активно продолжаться.

Главной особенностью трафика, образующегося при динамической передаче голоса или изображения, является наличие жестких требований к синхронности передаваемых сообщений. Для качественного воспроизведения непрерывных процессов, которыми являются звуковые колебания или изменения интенсивности света в видеоизображении, необходимо получение измеренных и закодированных амплитуд сигналов с той же частотой, с которой они были измерены на передающей стороне. При запаздывании сообщений будут наблюдаться искажения.

В то же время трафик компьютерных данных характеризуется крайне неравномерной интенсивностью поступления сообщений в сеть при отсутствии жестких требований к синхронности доставки этих сообщений. Например, доступ пользователя, работающего с текстом на удаленном диске, порождает случайный поток сообщений между удаленным и локальным компьютерами, зависящий от действий пользователя, причем задержки при доставке в некоторых (достаточно широких с компьютерной точки зрения) пределах мало влияют на качество обслуживания пользователя сети. Все алгоритмы компьютерной связи, соответствующие протоколы и коммуникационное оборудование были рассчитаны именно на такой «пульсирующий» характер трафика, поэтому необходимость передавать мультимедийный трафик требует внесения принципиальных изменений, как в протоколы, так и в оборудование. Сегодня практически все новые протоколы в той или иной степени предоставляют поддержку мультимедийного трафика .

Особую сложность представляет совмещение в одной сети традиционного компьютерного и мультимедийного трафика . Передача исключительно мультимедийного трафика компьютерной сетью хотя и связана с определенными сложностями, но доставляет меньше хлопот. А вот сосуществование двух типов трафика с противоположными требованиями к качеству обслуживания является намного более сложной задачей. Обычно протоколы и оборудование компьютерных сетей относят мультимедийный трафик к факультативному, поэтому качество его обслуживания оставляет желать лучшего. Сегодня затрачиваются большие усилия по созданию сетей, которые не ущемляют интересы одного из типов трафика. Наиболее близки к этой цели сети на основе технологии ATM , разработчики которой изначально учитывали случай сосуществования разных типов трафика в одной сети.

Источник

Характеристики вычислительных сетей.

Главным требованием, предъявляемые к сетям, является выполнение сетью ее основной функции – обеспечение пользователям потенциальной возможности доступа к разделяемым ресурсам всех компьютеров, объединенных в сеть.

Существуют два подхода к обеспечению качества обслуживания сети. Первый подход состоит в том, что сеть гарантирует пользователю соблюдение некоторой числовой величины показателя качества обслуживания.

Второй подход состоит в том, что сеть обслуживает пользователей в соответствии с их приоритетами. Качество обслуживания в данном случае не гарантируется, а гарантируется только уровень привилегий пользователя. Такое обслуживание называется обслуживанием с наибольшим старанием.

Производительность.

Существует несколько основных характеристик производительности сети:

• время реакции – интервал времени между возникновением запроса пользователя к сетевой службе и получением ответа на этот запрос (складывается из времени подготовки запроса на клиентском компьютере, времени передачи запроса между клиентом и сервером, времени обработки запроса сервером, времени передачи ответа от сервера клиенту и времени обработки ответа клиентом;
• пропускная способность – объем данных, передаваемых сетью или ее частью в единицу времени (средняя, мгновенная, максимальная);
• задержка передачи и вариация задержки передачи – задержка между моментом поступления пакета на вход какого-либо сетевого устройства или части сети и моментом его появления на выходе этого устройства

Надежность и безопасность.

• готовность или коэффициент готовности — доля времени, в течение которого система может быть использована;
• сохранность данных;
• согласованность (непротиворечивость) данных;
• вероятность доставки пакета;
• безопасность – способность системы защитить данные от несанкциони­рованного доступа.
• отказоустойчивость.

Расширяемость и масштабируемость.

• расширяемость – возможность сравнительно легкого добавления отдельных элементов сети (пользователей, компьютеров, приложений, служб), наращивания длины сегментов и замены существующего оборудования более мощным;
• масштабируемость – означает, что сеть позволяет наращивать количество узлов и протяженность связей в очень широких пределах, при этом производительность сети не ухудшается.

Прозрачность.

Сеть должна представляться пользователю не как множество отдельных компьютеров, связанных между собой сложной системой кабелей, а как единая вычислительная машина с системой разделения времени. Различают прозрачность расположения, прозрачность перемещения, прозрачность параллелизма.

Поддержка разных видов трафика.

Можно выделить два основных вида трафика

• компьютерный – трафик, порождаемый традиционными сетевыми службами (передача файлов, email, news). Характеризуется крайне неравномерной интенсивностью при отсутствии жестких требований к синхронности доставки сообщений;
• мультимедийный – передача речи и изображения. Главная особенность – наличие жестких требований к синхронности доставки сообщений.

1. Управляемость.

Возможность централизованно контролировать состояние основных элементов сети, выявлять и разрешать проблемы, возникающие при работе сети, выполнять анализ производительности и планировать развитие сети.

Означает, что сеть способна включать в себя самое разнообразное программное и аппаратное обеспечение.

Часть II. Эталонная модель взаимодействия открытых систем.

В широком смысле открытой системой может быть названа любая система, которая построена в соответствии с открытыми спецификациями.

Спецификация – формализованное описание аппаратных и программных компонентов, способов их функционирования, взаимодействия друг с другом, условий эксплуатации, ограничений и особых характеристик.

Открытые спецификации – опубликованные, общедоступные спецификации, соответствующие стандартам.

В модели сетевого взаимодействия под открытой системой понимается сетевое устройство, готовое взаимодействовать с другими сетевыми устройствами с использованием стандартных правил, определяющих формат, содержание и значение принимаемых и отправляемых сообщений.

Преимущества сетей, построенных на принципах открытости:

• возможность использования аппаратных и программных средств разных производителей;
• возможность безболезненной замены отдельных компонентов сети другими, более совершенными;
• возможность легкого сопряжения одной сети с другой;
• простота освоения и обслуживания сети.

Пример открытой системы: сеть Internet.

Источник