10.3. Программное обеспечение вычислительных сетей
Программное обеспечение вычислительных сетей обеспечивает организацию коллективного доступа к вычислительным и информационным ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение ресурсов сети с целью повышения оперативности обработки информации и максимальной загрузки аппаратных средств, а также в случае отказа и выхода из строя отдельных технических средств и т.д.
Программное обеспечение вычислительных сетей включает три компонента:
общее программное обеспечение, образуемое базовым ПО отдельных ЭВМ, входящих в состав сети;
специальное программное обеспечение, образованное прикладными программными средствами, отражающими специфику предметной области пользователей при реализации задач управления;
системное сетевое программное обеспечение, представляющее комплекс программных средств, поддерживающих и координирующих взаимодействие всех ресурсов вычислительной сети как единой системы.
Особая роль в ПО вычислительной сети отводится системному сетевому программному обеспечению, функции которого реализуются в виде распределенной операционной системы сети.
Операционная система сети включает в себя набор управляющих и обслуживающих программ, обеспечивающих:
межпрограммный метод доступа (возможность организации связи между отдельными прикладными программами комплекса, реализуемыми в различных узлах сети);
доступ отдельных прикладных программ к ресурсам сети (и в первую очередь к устройствам ввода-вывода);
синхронизацию работы прикладных программных средств в условиях их обращения к одному и тому же вычислительному ресурсу;
обмен информацией между программами с использованием сетевых ;
выполнение команд оператора с терминала, подключенного к одному из узлов сети, на каком-либо устройстве, подключенном к другому удаленному узлу вычислительной сети;
удаленный ввод заданий, вводимых с любого терминала, и их выполнение на любой ЭВМ в пакетном или оперативном режиме;
обмен наборами данных (файлами) между ЭВМ сети;
доступ к файлам, хранимым в удаленных ЭВМ, и обработку этих файлов;
защиту данных и вычислительных ресурсов сети от несанкционированного доступа;
выдачу различного рода справок об использовании информационных, программных и технических ресурсов сети;
передачу текстовых сообщений с одного терминала пользователя на другие (электронная почта).
С помощью операционной системы сети: устанавливается последовательность решения задач пользователя; задачи пользователя обеспечиваются необходимыми данными, хранящимися в различных узлах сети;
контролируется работоспособность аппаратных и программных средств сети;
обеспечивается плановое и оперативное распределение ресурсов в зависимости от возникающих потребностей различных пользователей вычислительной сети.
Выполняемое с помощью операционной системы сети управление включает: планирование сроков и очередности получения и выдачи информации абонентам; распределение решаемых задач по ЭВМ; присвоение приоритетов задачам и выходным сообщениям; и членение конфигурации сети ЭВМ; распределение информационных вычислительных ресурсов сети для решения задач пользователя.
Оперативное управление процессом обработки информации с помощью операционной системы сети помогает организовать: учет выполнения заданий (либо определить причины их невыполнения); выдачу справок о прохождении задач в сети; сбор данных о работах, пополняемых в сети.
ОС отдельных ЭВМ, входящих в состав вычислительной сети, поддерживают потребности пользователей во всех традиционных видах обслуживания: средствах автоматизации программирования и отладки, доступа к пакетам прикладных программ и информации локальных баз данных и т.д.
Электронная почта обеспечивает передачу документов, успешно используется при автоматизации конторских работ. Передача между терминалами сообщений, например фототелеграмм, может также рассматриваться как разновидность электронной почты. Однако для большинства конкретных случаев использование электронной почты предполагает передачу сообщений через специальные , между которыми размещаются устройства обработки данных. ( — общая область памяти вычислительной сети, предназначенной для записи информации с помощью одной прикладной программы с целью ее дальнейшего использования другими прикладными программами, функционирующими в других узлах сети.) Накопление документов в таких и возможности их последующей дополнительной обработки имеют следующие преимущества:
отпадает необходимость в пересылке предварительных результатов и промежуточных рабочих материалов;
достаточно просто реализуется конфиденциальная связь, обеспечиваются приоритетность передачи данных, циркуляция документов в сети и другие виды информационной связи.
Тема 10. Программное и информационное обеспечение сетей
Наряду с аппаратными средствами ИВС должны иметь в своем составе и сложное программное и информационное обеспечение.
Программное обеспечение информационно-вычислительных сетей
Программное обеспечение информационно-вычислительных сетей выполняет координацию работы основных звеньев и элементов сети; организует коллективный доступ ко всем ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение ресурсов с целью повышения эффективности обработки информации;
выполняет техническое обслуживания и контроль работоспособности сетевых устройств.
Сетевое программное обеспечение состоит из трех составляющих: Q общего программного обеспечения;
□ системного программного обеспечения;
□ специального программного обеспечения.
Общее программное обеспечение образуется из компонентов базового программного обеспечения отдельных компьютеров, входящих в состав сети, и включает в себя операционные системы, системы автоматизации программирования и системы технического обслуживания.
Системное программное обеспечение представляет собой комплекс программных средств, поддерживающих и координирующих взаимодействие всех ресурсов сети как единой системы.
Специальное программное обеспечение предназначено для максимального удовлетворения пользователей программами часто решаемых задач и, соответственно, содержит прикладные программы пользователя, ориентированные на специфику его предметной области.
Особая роль в программном обеспечении отводится операционным системам. Они имеются как в составе общего программного обеспечения (операционные системы отдельных компьютеров), так и в составе системного программного обеспечения: сетевая операционная система, устанавливаемая на сервере или на одном из компьютеров одноранговой сети.
Сетевая операционная система (СОС) включает в себя набор управляющих и обслуживающих программ, обеспечивающих:
□ координацию работы всех звеньев и элементов сети;
□ оперативное распределение ресурсов по элементам сети;
□ распределение потоков заданий между узлами вычислительной сети;
□ установление последовательности решения задач и обеспечение их общесетевыми ресурсами;
□ контроль работоспособности элементов сети и обеспечение достоверности входной и выходной информации;
□ защиту данных и вычислительных ресурсов от несанкционированного доступа;
□ выдачу справок об использовании информационных, программных и технических ресурсов сети.
В большинство сетевых операционных систем встроена поддержка протоколов TCP/IP, IPX/SPX, NetBEUI.
Протоколы TCP/IP были разработаны в США для сети Министерства обороны ARPAnet. Ввиду высокой надежности управления сетью и универсальности в части используемых компьютеров (IBM PC, Macintosh и т. д.) и операционных систем (Windows, UNIX и т. д.) эти протоколы стали базовыми протоколами для сети Интернет.
Протоколы SPX/IPX разработаны фирмой Novell. Отличительная особенность этих протоколов — маршрутизация, обеспечивающая кратчайший путь для передачи данных по сети и сопутствующее гарантированное установление надежной связи. Выбор кратчайшего пути основан на следующем механизме. Машина-источник посылает по сети широковещательный запрос по всем путям до машины-приемника. Путь, обеспечивший минимальную задержку в получении ответного эхо-сигнала, принимается за кратчайший. Этот механизм, конечно, существенно увеличивает трафик по сети, и в этом его основной недостаток.
Протокол NetBEUI — детище фирмы IBM и создавался для обслуживания небольших сетей, в которых он очень популярен по причине своей простоты и высокой скорости работы. Но в нем отсутствует маршрутизация, и его поддерживают только операционные системы фирм IBM и Microsoft (не поддерживает, например, ОС UNIX).
Функциональные возможности операционных систем расширяются с помощью утилит — специальных программ, используемых операционной системой для выполнения прикладных функций.
Информационное обеспечение сетей
Информационное обеспечение сети представляет собой единый информационный фонд, ориентированной на задачи, решаемые в сети, и содержащий массивы данных общего использования, доступные всем абонентам сети, и массивы индивидуального использования, доступные отдельным абонентам. В состав информационного обеспечения входят базы данных и знаний, локальные, хранящиеся на сервере или на одном компьютере, и распределенные, хранящиеся на нескольких серверах или компьютерах, индивидуального и коллективного использования.
Для работы с сетевыми базами данных применяются обычные СУБД (системы управления базами данных) и сетевые СУРБД (системы управления распределенными базами данных).
Программное обеспечение информационно-вычислительных сетей
Программное обеспечение информационно-вычислительных сетей выполняет координацию работы основных звеньев и элементов сети; организует коллективный доступ ко всем ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение ресурсов с целью повышения эффективности обработки информации; выполняет техническое обслуживание и контроль работоспособности сетевых устройств.
Сетевое программное обеспечение состоит из трех составляющих:
- общего программного обеспечения;
- системного программного обеспечения;
- специального программного обеспечения.
Общее программное обеспечение образуется из компонентов базового программного обеспечения отдельных компьютеров, входящих в состав сети, и включает в себя операционные системы, системы автоматизации программирования и системы технического обслуживания.
Системное программное обеспечение представляет собой комплекс программных средств, поддерживающих и координирующих взаимодействие всех ресурсов сети как единой системы.
Специальное программное обеспечение предназначено для максимального удовлетворения пользователей программами часто решаемых задач и, соответственно, содержит прикладные программы пользователя, ориентированные на специфику его предметной области.
Особая роль в программном обеспечении отводится операционным системам. Они имеются как в составе общего программного обеспечения (операционные системы отдельных компьютеров), так и в составе системного программного обеспечения: сетевая операционная система, устанавливаемая на сервере или на одном из компьютеров одноранговой сети.
Сетевая операционная система (СОС) включает в себя набор управляющих и обслуживающих программ, обеспечивающих:
- координацию работы всех звеньев и элементов сети;
- оперативное распределение ресурсов по элементам сети;
- распределение потоков заданий между узлами вычислительной сети;
- установление последовательности решения задач и обеспечение их общесетевыми ресурсами;
- контроль работоспособности элементов сети и обеспечение достоверности входной и выходной информации;
- защиту данных и вычислительных ресурсов от несанкционированного доступа;
- выдачу справок об использовании информационных, программных и технических ресурсов сети.
Функциональные возможности операционных систем расширяются с помощью утилит – специальных программ, используемых операционной системой для выполнения прикладных функций.
Контрольные вопросы
- Что такое сервер и рабочая станция (клиент)?
- Перечислите и дайте краткую характеристику специализированных серверов.
- Что такое хост-компьютеры?
- Что такое модем и какие виды модемов вы знаете?
- Охарактеризуйте внутренний и внешний модемы.
- Отличие цифровых модемов от аналоговых.
- Что представляет собой сетевая карта, перечислите основные характеристики.
- Какие устройства межсетевого интерфейса вы знаете?
- Назначение повторителя как устройства межсетевого интерфейса.
- Назначение моста как устройства межсетевого интерфейса.
- Назначение маршрутизатора как устройства межсетевого интерфейса.
- Назначение шлюза как устройства межсетевого интерфейса.
- Что входит в сетевое программное обеспечение?