Техническое информационное и программное обеспечение компьютерных сетей

§ 5. Аппаратное, программное и информационное обеспечение компьютерных сетей

Возможности той или иной КС определяются ее информационным, аппаратным и программным обеспечением.

Информационное обеспечение сети представляет собой единый информационный фонд, ориентированный на решаемые в сети задачи и содержащий базы данных общего применения, доступные для всех пользователей сети, базы данных индивидуального пользования, предназначенные дня отдельных абонентов, базы знаний общего и индивидуального применения, автоматизированные базы данных — локаль­ные и распределенные, общего и индивидуального назначения.

Аппаратное обеспечение составляют компьютеры различных ти­пов, оборудование абонентских систем, средства территориальных систем связи (в том числе узлов связи), аппаратура связи и согласова­ния работы сетей одного и того же уровня или различных уровней. Используемые в сетях компьютеры обычно универсального типа, об­ладающие возможностью выполнения практически неограниченного круга задач пользователей. Для повышения вычислительной мощнос­ти сети к ней могут подключаться вычислительные центры или цент­ры обработки информации, к которым пользователи могут обращать­ся с запросами со своих абонентских систем или других рабочих мест. Такие центры снабжаются компьютерами в широком диапазоне по своим характеристикам: от персональных компьютеров до суперЭВМ.

Программное обеспечение ПО сетей отличается большим мно­гообразием как по своему составу, так и по перечню решаемых за­дач. В общем виде функции ПО сети заключаются в следующем:

— пла­нирование, организация и осуществление коллективного доступа пользователей к общесетевым ресурсам — телекоммуникационным, вычислительным, информационным, программным;

— автоматизация процессов программирования задач обработки информации;

— динами­ческое распределение и перераспределение общесетевых ресурсов с целью Повышения оперативности и надежности удовлетворения зап­росов пользователей и т.д.

В составе ПО сетей выделяются такие группы:

— общесетевое ПО в качестве основных элементов включает распределенную операционную систему (РОС) сети и комплект программ технического обслуживания (КПТО) всей сети и ее отдельных звеньев и подсистем, включая ТКС;

— специальное ПО, куда входят прикладные программные сред­ства: интегрированные и функциональные пакеты прикладных про­грамм (ППП) общего назначения, прикладные программы сети (ППС), библиотеки стандартных программ, а также прикладные программы специального назначения, отражающие специфику предметной обла­сти пользователей при реализации своих задач;

— базовое программное обеспечение компьютеров абонентских систем, включающее операционные системы ПК, системы автоматизации программирования, контролирующие и, диагностические тест-программы.

Важнейшие функции в сети выполняет распределенная операцион­ная система (РОС): она управляет работой сети во всех ее режимах, обеспе­чивает оперативное и надежное удовлетворение запросов пользова­телей, динамическое распределение общесетевых ресурсов, коорди­нацию функционирования звеньев сети.

РОС имеет иерархическую структуру, соответствующую стандартной семиуровневой эталонной модели взаимодействия открытых систем (ЭМВОС). Она представляет собой си­стему программных средств, реализующих процессы взаимодействия АС и объединенных общей архитектурой и коммуникационными про­токолами. РОС обеспечивает взаимодействие асинхронных параллельных процессов в сети, сопровождаемое применением средств переда­чи сообщений между одновременно реализуемыми процессами и средств синхронизации этих процессов.

В составе РОС сети имеется набор расположенных по функциональным уровням модели ВОС управляющих и обслуживающих программ, главные функции которых состоят в следующем:

— распределение общесетевых ресурсов с целью удовлетворения запросов пользователей, т.е. обеспечение доступа отдельных прикладных программ к этим ресурсам;

— обеспечение межпрограммных методов доступа, т.е. организация связи между отдельными прикладными программами комплекса пользовательских программ, реализуемыми в различных АС сети;

— синхронизация работы пользовательских программ при их одновременном обращении к одному и тому же пользователю или ресурсу;

— удаленный ввод заданий с любой АС сети и их выполнение в любой другой АС сети в оперативном или пакетном режиме;

— передача текстовых сообщений пользователям в порядке реализации функций службы электронной почты, телеконференций, элект­ронных досок объявлений, дистанционного обучения;

— обмен файлами между АС сети, доступ к файлам, хранимым в удаленных компьютерах, и их обработка;

— защита информации и ресурсов сети от несанкционированного доступа, т.е. реализация функций служб безопасности сети;

— выдача справок, характеризующих состояние сети и использование ее ресурсов;

— планирование использования общесетевых ресурсов.

В рамках планирования использования общесетевых ресурсов осуществляется: планирование сроков и очередности получения и выдачи информации пользователям, распределение решаемых задач по компьютерам сети, распределение информационных ресурсов для этих задач, присвоение приоритетов задачам и выходным сообщениям, формирование и рассасывание очередей запросов пользователей с учетом или без учета приоритетов этих запросов, изменение конфигу­рации сети и т.д. При этом используются современные методы плани­рования.

Кроме того, различают статическое планирование, которое осуществляется заранее, до начала решения поступившей в сеть к дан­ному времени группы задач, и динамическое планирование, выполня­емое в процессе функционирования сети непосредственно перед на­чалом решения группы задач, причем с поступлением каждой новой задачи составленный план корректируется с учетом складывающей­ся ситуации по свободным и занятым ресурсам сети, наличию очере­дей задач и т.д. Основным показателем эффективности организации вычислительного процесса в сети, планирования общесетевых ресур­сов является время решения комплекса задач.

Оперативное управление процессами удовлетворения запросов пользователей и обработки информации с помощью РОС сети позво­ляет организовать учет выполнения запросов и заданий, выдачу спра­вок об их прохождении в сети, сбор данных о выполняемых в сети работах.

Источник

Программное обеспечение компьютерных сетей

Программное обеспечение (ПО) компьютерных сетей отличается большим многообразием как по своему составу, так и по выполняемым функциям. Оно автоматизирует процессы программирования задач обработки информации, осуществляет планирование и организацию коллективного доступа к телекоммуникационным, вычислительным и информационным ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение этих ресурсов с целью повышения оперативности и надежности удовлетворения запросов пользователей и т.д.

Сетевые архитектуры компьютерных сетей

Компьютерные сети имеют сложную структуру из-за больших различий между компьютерными системами (техническое и программное обеспечение для ЭВМ, работающих в сети, разработаны различными организациями и часто бывают несовместимыми).

Решение задачи совместимости приводит к базовой эталонной модели взаимодействия открытых систем – OSI (Open System Interconnection – связь открытых сетей).

Модель OSI представляет собой общие рекомендации для построения стандартов совместимых сетевых программных продуктов. Модель OSI служит базой для производителей сетевого оборудования.

Модель OSI создана Международной организацией по стандартизации (ISO). Эта модель разделяет сетевые коммуникации на отдельные уровни, облегчающие разработку и внедрение сетей, а также служит базисом при разработке совместимого сетевого оборудования.

Она выполняет координирующие действия в области:

• взаимодействия прикладных процессов;
• форм представления данных;
• единообразного хранения данных;
• управления сетевыми ресурсами;
• безопасности данных и защиты информации;
• диагностики программ и технических средств.

Топология компьютерных сетей

Топология сети характеризует свойства сетей, не зависящие от их размеров, отражает структуру, образуемую узлами сети и множеством связывающих их каналов. При этом не учитывается производительность и принцип работы этих узлов, их типы и длина каналов. С точки зрения физического расположения функциональных компонентов сети (кабелей, рабочих станций и т.д.) и метода доступа к среде передачи можно выделить четыре базовые топологии: “общая шина”, “звезда»”, “кольцо” и “ячеистая (сотовая)”.

Сеть топологии общей шины

Сеть топологии общей шины(моноканальная сеть) – сеть, ядром которой является моноканал. Моноканальная сеть образуется подключением группы абонентских систем к моноканалу. К числу моноканальных сетей относятся сеть Ethernet, сеть Fast Ethernet, сеть ARCNet. Шинная топология обладает следующими преимуществами:

• она надежно работает в небольших сетях, проста в использовании и понятна;
• шина требует меньше кабеля для соединения компьютеров и потому дешевле, чем другие схемы кабельных соединений;
• шинную топологию легко расширить;
• достоинством такой топологии является меньшая протяженность кабелей и более высокая надежность, так как выход из строя одного узла не нарушает работоспособности сети в целом.

Недостатки состоят в следующем:

• обрыв основного кабеля приводит к выходу всей сети из строя;
• интенсивный сетевой трафик значительно снижает производительность такой сети;
• слабая защищенность информации в системе на физическом уровне, так как сообщения, посылаемые одним компьютером другому, в принципе, могут быть приняты и на любом компьютере, входящем в сеть.

Преимущества сети звездообразной топологии:

• такая сеть допускает простую модификацию и добавление компьютеров, не нарушая остальной ее части;
• центральный концентратор звездообразной топологии удобно использовать для диагностики сети;
• отказ одного компьютера не всегда приводит к остановке всей сети;
• в одной сети допускается применение нескольких типов кабелей.

Рис.14.3. Схема сети с топологией шины

Источник