Свойства вычислительных компьютерных сетей

1.4 Особенности организации вычислительных сетей

Основное назначение любой компьютерной сети — предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям.

С этой точки зрения локальную вычислительную сеть можно рассматривать как совокупность серверов и рабочих станций.

Ш Сервер — компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами.

Серверы могут осуществлять хранение данных, управление базами данных, удаленную обработку заданий, печать заданий и ряд других функций, потребность в которых может возникнуть у пользователей сети. Сервер — источник ресурсов сети.

Ш Рабочая станция — персональный компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам.

Рабочая станция сети функционирует как в сетевом, так и в локальном режиме. Она оснащена собственной операционной системой (MS DOS, Windows и т.д.), обеспечивает пользователя всеми необходимыми инструментами для решения прикладных задач.

Особое внимание следует уделить одному из типов серверов — файловому серверу (File Server). В распространенной терминологии для него принято сокращенное название — файл-сервер.

Файл-сервер хранит данные пользователей сети и обеспечивает им доступ к этим данным. Это компьютер с большой емкостью оперативной памяти, жесткими дисками большой емкости и дополнительными накопителями на магнитной ленте (стримерами).

Он работает под управлением специальной операционной системы, которая обеспечивает одновременный доступ пользователей сети к расположенным на нем данным.

Файл-сервер выполняет следующие функции: хранение данных, архивирование данных, синхронизацию изменений данных различными пользователями, передачу данных.

Для многих задач использование одного файл-сервера оказывается недостаточным. Тогда в сеть могут включаться несколько серверов. Возможно также применение в качестве файл-серверов мини-ЭВМ.

Управление взаимодействием устройств в сети

Информационные системы, построенные на базе компьютерных сетей, обеспечивают решение следующих задач: хранение данных, их обработка, организация доступа пользователей к данным, передача данных и результатов обработки данных пользователям.

В системах централизованной обработки эти функции выполняла центральная ЭВМ (Mainframe, Host). Компьютерные сети реализуют распределенную обработку данных. Обработка данных в этом случае распределена между двумя объектами: клиентом и сервером.

Клиент — задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети.

В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения сложных процедур, чтение файла, поиск информации в базе данных и т. д.

Сервер, определенный ранее, выполняет запрос, поступивший от клиента. Результаты выполнения запроса передаются клиенту. Сервер обеспечивает хранение данных общего пользования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту.

Клиент обрабатывает полученные данные и представляет результаты обработки в виде, удобном для пользователя. В принципе обработка данных может быть выполнена и на сервере. Для подобных систем приняты термины- системы клиент-сервер или архитектура клиент-сервер.

Архитектура клиент-сервер может использоваться как в одноранговых локальных вычислительных сетях, так и в сети с выделенным сервером.

В такой сети нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и нет единого устройства для хранения данных. Сетевая операционная система распределена по всем рабочим станциям. Каждая станция сети может выполнять функции как клиента, так и сервера. Она может обслуживать запросы от других рабочих станций и направлять свои запросы на обслуживание в сеть.

Пользователю сети доступны все устройства, подключенные к другим станциям (диски, принтеры).

Достоинства одноранговых сетей:

o низкая стоимость и высокая надежность.

Недостатки одноранговых сетей:

o зависимость эффективности работы сети от количества станций

o сложность управления сетью

o сложность обеспечения защиты информации

o трудности обновления и изменения программного обеспечения станций

Сеть с выделенным сервером.

В сети с выделенным сервером один из компьютеров выполняет функции хранения данных, предназначенных для использования всеми рабочими станциями, управления взаимодействием между рабочими станциями и ряд сервисных функций.

Такой компьютер обычно называют сервером сети. На нем устанавливается сетевая операционная система, к нему подключаются все разделяемые внешние устройства — жесткие диски, принтеры и модемы.

Взаимодействие между рабочими станциями в сети, как правило, осуществляется через сервер.

Достоинства сети с выделенным сервером

o надежная система защиты информации

o отсутствие ограничений на число рабочих станций

o простота управления по сравнению с одноранговыми сетями

o высокая стоимость из-за выделения одного компьютера под сервер

o зависимость быстродействия и надежности сети от сервера

o меньшая гибкость по сравнению с одноранговой сетью

o сети с выделенным сервером являются наиболее распространенными у пользователей компьютерных сетей

Источник

Основные характеристики и классификация компьютерных сетей

По территориальной распространенностисети могут быть локальными, глобальными, и региональными.

• Локальная сеть (LAN – Local Area Network) – сеть в пределах предприятия, учреждения, одной организации.
• Региональнаясеть (MAN – Metropolitan Area Network) – сеть в пределах города или области.
• Глобальнаясеть (WAN – Wide Area Network) – сеть на территории государства или группы государств.

• низкоскоростные сети – до 10 Мбит/с;
• среднескоростные сети – до 100 Мбит/с;
• высокоскоростные сети – свыше 100 Мбит/с.

• проводные (на коаксиальном кабеле, на витой паре, оптоволоконные);
• беспроводные с передачей информации по радиоканалам или в инфракрасном диапазоне.

• Необходимость дополнительной ОС для сервера.
• Более высокая сложность установки и модернизации сети.
• Необходимость выделения отдельного компьютера в качестве сервера

Основные характеристики сетей

Скорость передачи данныхпо каналу связи измеряется количеством битов информации, передаваемых за единицу времени – секунду. Единица измерения – бит в секунду. Часто используется единица измерения скорости — бод. Бод — число изменений состояния среды передачи в секунду. Так как каждое изменение состояния может соответствовать нескольким битам данных, то реальная скорость в битах в секунду может превышать скорость в бодах. Пропускная способность канала связи. Единица измерения пропускной способности канала связи – знак в секунду. Достоверность передачи информацииоценивают как отношение количества ошибочно переданных знаков к общему числу переданных знаков. Единица измерения достоверности: количество ошибок на знак – ошибок/знак. Этот показатель должен лежать в пределах 10 -6 –10 -7 ошибок/знак, т.е. допускается одна ошибка на миллион переданных знаков или на десять миллионов переданных знаков. Надежность каналов связикоммуникационной системы определяется либо долей времени исправного состояния в общем времени работы, либо средним временем безотказной работы. Единица измерения надежности – час. Как минимум, несколько тысяч часов. Время реакции сети– время, затрачиваемое программным обеспечением и устройствами сети на подготовку к передаче информации по данному каналу. Время реакции сети измеряется миллисекундах. Объем информации, передаваемой по сети, называется трафиком.

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