Распределенные сети
Распределенные сети — это сетевая система с распределенными вычислениями, в которой компоненты программа и данные зависят от нескольких источников.
Обзор
Распределенные сети, используемые в распределенных вычислениях, — это сетевая система, в которой компьютерное программирование, программное обеспечение и его данные распространяются по более одного компьютера, но передают сложные сообщения через свои узлы (компьютеры) и зависят друг от друга. Целью распределенной сети является совместное использование ресурсов, обычно для достижения одной или аналогичной цели. Обычно это происходит в компьютерной сети, однако популярность вычислений на основе Интернета растет. Обычно распределенная сетевая система состоит из процессов, потоков, агентов и распределенных объектов. Просто распределенных физических компонентов недостаточно для использования в качестве распределенной сети; обычно в распределенных сетях используется одновременное выполнение программы.
Клиент / сервер
Клиент / сервер вычисления — это тип распределенных вычислений, когда один компьютер, клиент, запрашивает данные от server, основной вычислительный центр, который отвечает клиенту напрямую запрошенными данными, иногда через агента. Распределенная сеть клиент / сервер также популярна в веб-вычислениях. Клиент / Сервер — это принцип, согласно которому клиентский компьютер может предоставлять определенные возможности для пользователя и запрашивать другие с других компьютеров, которые предоставляют услуги для клиентов. Web Протокол передачи гипертекста — это в основном все клиент / сервер.
Агент на основе
Распределенная сеть также может быть агент- на основе, где элементы управления агентом или компонентом определены в общих чертах, а компоненты могут иметь предварительно сконфигурированные или динамические параметры.
Децентрализованный
Децентрализованный — это место, где каждый компьютер в сети может использоваться для решения текущей вычислительной задачи, что является противоположностью модели клиент / сервер. Обычно используются только простаивающие компьютеры, и поэтому считается, что сети более эффективны. Одноранговые (P2P) вычисления основаны на децентрализованной распределенной сети, включая распределенный реестр технология блокчейн.
Mesh
Mesh-сеть — это локальная сеть, состоящая из устройств (узлов), которая изначально была разработана для связи с помощью радиоволн, что позволяет использовать различные типы устройств. Каждый узел может связываться с любым другим узлом в сети.
Преимущества распределенных сетей
До 1980-х годов вычисления обычно были централизованы на одном недорогом настольном компьютере. Но сегодня вычислительные ресурсы (компьютеры или серверы) обычно физически распределены во многих местах, в чем распределенные сети преуспевают. Некоторые типы вычислений плохо масштабируются после определенного уровня параллелизма и преимуществ более совершенных аппаратных компонентов, и, таким образом, узкие места, например, Very Large Слова инструкции по масштабированию. Эти узкие места преодолеваются за счет увеличения количества компьютеров, а не мощности их компонентов. Ситуации, когда совместное использование ресурсов становится проблемой, или когда требуется более высокая отказоустойчивость, также могут помочь распределенные сети. Распределенная сеть также поддерживает более высокий уровень анонимности.
Облачные вычисления
Предприятиям с быстрым ростом и потребностями в масштабировании может быть сложно поддерживать свою собственную распределенную сеть при традиционных вычислениях клиент / сервер. модель. Облачные вычисления — это утилита распределенных вычислений через Интернет-приложения, хранилища и вычислительные службы. Облако — это кластер компьютеров или серверов, которые тесно связаны между собой для обеспечения масштабируемых вычислений высокой производительности или связанных задач.
См. Также
1.1.3 Распределенные вычислительные сети
Определим предметную область « Распределенных вычислительных сетей » (РС-сетей) методом противопоставления понятий « Распределенные системы » и « Сосредоточенные системы ». Обратимся к публичному источнику Википедии, где прочитаем [12]: « Распределенная система — система, для которой отношения местоположений элементов (или групп элементов) играют существенную роль с точки зрения функционирования системы, а, следовательно, и с точки зрения анализа и синтеза системы. Для распределенных систем характерно распределение функций, ресурсов между множеством элементов (узлов) и отсутствие единого управляющего центра, поэтому выход из строя одного из узлов не приводит к полной остановке всей системы. Типичной распределенной системой является Интернет. Примеры распределенных систем: • Распределенная система компьютеров — компьютерная сеть. • Распределенная система управления — система управления технологическим процессом. • Распределенная энергетика. • Распределенная экономика. • Распределенная файловая система — сетевые файловые системы. • Распределенные операционные системы. • Системы распределенных вычислений. • Распределенные системы контроля версий. • Распределенные базы данных • Система доменных имен (DNS) — распределенная система для получения информации о доменах». Можно обсуждать являются ли « Распределенные системы » необходимым условием отсутствия единого управляющего центра, но наличие элементов (или групп элементов), которые являются «С осредоточенными системами », является обязательным. Например, DNS является распределенной системой, поскольку размещается на множестве DNS-серверов, которые обслуживают единую иерархическую структуру доменных имен . При этом, отдельный DNS-сервер представляет собой сосредоточенную систему и может рассматриваться как отдельная ЭВМ, комплекс или система. Другим примером являются « Автоматизированные системы управления » (АСУ, АСУП, АСУПП, АСУТП), практика создания которых хорошо согласуется с архитектурами рисунков 1.3 и 1.4, но для которых структуры рисунка 1.6 оказываются практически бессмысленными. В любом случае, обмен данными и управляющей информацией осуществляется между отдельными сосредоточенными системами. Что касается современных « Сосредоточенных систем », то для них показанные на рисунке 1.6 архитектуры, действительно являются базовыми и исследу-
19 ются в классе вычислительных комплексов. Тот факт, что Э. Таненбаум называет их распределенными, не обеспечивает полноценную реализацию распределенных приложений. В лучшем случае, такие приложения на таких структурах могут только моделироваться или проектироваться, но не обеспечивать их нормальную целевую работу. Это подтверждается практикой создания различных АСУ, где обработка информации осуществляется параллельно и асинхронно на некотором наборе « Автоматизированных рабочих мест » (АРМ). Чтобы более наглядно показать возможности « Сосредоточенных систем », вспомним их важнейшую характеристику — быстродействие вычислений. Для этого воспользуемся данными учебника [2] по иерархии запоминающих устройств компьютеров. Сами данные представлены в виде таблицы 1.1 и отражают общепринятое название устройства, емкость памяти и время выборки данных. Таблица 1.1 — Иерархия запоминающих устройств (по данным источника [2])
| Название устройства | Емкость памяти | Время выборки данных | |||
| Регистры процессора | 32 | бита — 64 бита | Несколько системных циклов | ||
| Кэш-память: | |||||
| уровень L1 | 32 | КБ — 64 КБ | Порядка 10 нс | ||
| уровень L2 | 256 | КБ — 2 МБ | Порядка 25 нс | ||
| уровень L3 | 4 | МБ — 8 МБ | Порядка 50 нс | ||
| Основная память | 1 | ГБ — 4 ГБ | 50 — 100 нс | ||
| Твердотельные диски | 256 | ГБ — 1 ТБ | 50 — 200 нс | ||
| Магнитные диски | 512 | ГБ — 6 ТБ | 2.5 — 16 мс | ||
| Оптические диски | 150 — 400 мс | ||||
| CD | 700 | МБ | |||
| DVD | 4.7 ГБ — 8.5 ГБ | ||||
| BD | 25 | ГБ — 128 ГБ | |||
| Магнитные ленты | 5 | ТБ — 100 ТБ | 500 — 1000 мс | ||
Учитывая общие физические принципы распространения сигналов в электронных устройствах, можно с любой степенью уверенности утверждать, что основная тенденция развития сосредоточенных систем — концентрация всех их структур в минимальных физических объемах. Эта тенденция позволяет создавать ВС различной мощности, включая суперкомпьютеры, но в плане создания распределенных приложений оставляют им только место элементов « Распределенных систем ». Из сказанного можно было бы сделать вывод, что термин « Распределенные вычислительные системы » (РВС) вполне подошел бы для предметной области изучаемой дисциплины. Таким образом поступил и автор учебного пособия [5], тем самым игнорируя тот факт, что все распределенные приложения РВС явно взаимодействуют через систему, которая на рисунке 1.4 обозначена как СПД (система передачи данных). Чтобы более наглядно раскрыть этот факт, кратко характеризуем класс сетевых объектных систем и сервис-ориентированные технологии.