Цели и задачи создания вычислительных сетей

2.11. Структура и организация функционирования вычислительных сетей.

Вычислительные системы – это совокупность взаимодействующих процессоров или ЭВМ, периферийного оборудования, ПО, ориентированных на увеличение производительности или поведение надежности вычислительной техники. Цели создания системы: 1). Сокращение времени выполнения при вычислительных задачах. 2). Повышение надежности.

Классификация вычислительных систем:

1. По типу элементов системы.
   1. Многомашинные вычислительные системы. Несколько ЭВМ работают, под управлением автономных ОС. Обмен информации между элементами в результате взаимодействия разных ОС.
   2. Многопроцессорные вычислительные системы. Все процессоры – под управлением одной ОС в общей памяти. Обмен информации гораздо быстрее.
2. По степени территориальной разобщенности.
   1. Распределенные системы.

а). Отдельные элементы находятся на определенном расстоянии. Обмен информации осуществляется по каналам-связи в последовательном коде. б).Время на передачу данных необходимо учитывать при оценке эффективности системы. (многомашинные).

1. Сосредоточенные вычислительные системы.

а). Между элементами передача информации осуществляется по каналам-связи в параллельном коде. б). Время на передачу данных между элементами можно не учитывать. (многопроцессорные).

1. По методам управления элементами.

3.1.Централизованный метод управления. Предполагает наличие главной управляющей ЭВМ-сервера. 3.2. Децентрализованный метод управления. Отсутствует управляющий компьютер. 3.3. Комбинированный метод управления. 3.4. Распределенное управления элементами (современный). Функции «система-сети» управления распределены между несколькими серверами. Вычислительные сети – это система, взаимосвязанных по некоторой территории ЭВМ, ориентированных на коллективное использование сетевых ресурсов. Цель: Организация совместного (общего) доступа к сетевым ресурсам. Вычислительная сеть является многомашинной, распределенной вычислительной системой с новой (другой) целью. Информация предается в последовательном коде. Основные составляющие вычислительной сети:.

1. Техническое обеспечение сети (аппаратное) – компьютеры, системы передачи данных, модемы, сетевое оборудование.
2. Программное оборудование.

2.1. Системное сетевое ПО. (Windows 98 Client) 2.2.Клиентское сетевое ПО. 2.3.Прикладное сетевое ПО.

1. Информационное обеспечение. Общие индивидуальные каталоги, файлы и т.д.

Классификация вычислительных сетей. 1.По территориальному признаку. 1.1.Локальные вычислительные сети – LAN: Locat Area NetWork (локальные, область, сеть). 1.2.Корпоративные вычислительные сети (объединение нескольких ЛВС – масштаба предприятия). 1.3.Региональные вычислительные сети MAN: Metropol. Объединение специальных сетевых узлов (серверов), принадлежащих одной телекоммуникационной компании, которые предоставляют услуги передачи данных предприятиям, регионам. Цель- объединение локальных сетей других предприятий и передача данных. а). Коммутированный доступ – через модем, телефон – дешевый и медленный. б). Выделенная линия (некоммутированная). Либо собственная, либо арендованная линия – использование местной региональной компьютерной сети. 1.4.Глобальные вычислительные сети – GAN, WAN: Waid (широкомасштабные). Объединение региональных компьютерных сетей (объединяются опорные региональные вычислительные сети). 2.По структурному признаку. Топология — это схема расположения и соединения компьютеров сети. 2.1.Централизованная топология («Звезда»). а). Зарезервированное двойное кольцо. Достоинства: 1). Надежность выше. 2). Мощность выше. 2.2.Кольцевая топология (региональные вычислительные сети, глобальные вычислительные сети) 2.3.Полносвязная топология. Для региональных вычислительных сетей (каждый имеет соединение с каждым). Надежность и скорость еще выше. 2.4.Линейная топология (Общая шина). Самая низкая надежность. Достоинства: простота установки и дешевизна. 2.5.Древовидная топология. Используют в ЛВС. Узел коммуникации 2.6. Комбинированная топология. («Кольцо – Звезда», «Шина-Звезда»). 3.По способу управления. 3.1. Сеть на основе сервера. 3.2. Одноранговые сети (сервера нет). 3.3. Комбинированные сети.

1. Распределенные сети.

1. Классификация локальных вычислительных сетей. Сетевые задачи ЛВС.

ЛВС – это система из нескольких компьютеров, периферийных устройств, соединенных каналом-связи в пределах ограниченной территории (отдел, подразделение, здание). Типы ресурсов: 1. Аппаратные сетевые ресурсы (печать, сетевой модем, Cd-дисковод на сервере). 2. Программные сетевые ресурсы.

1. Информационные сетевые ресурсы (общедоступные каталоги и файлы).

Классификация локальных вычислительных сетей.(по способу управления). 1.Одноранговые ЛВС – локальные сети, в которых все компьютеры имеют одинаковый приоритет (все компьютеры равноправны), в которой отсутствует сервер, который управляет сетью.

• размер сети по количеству – не более 20узлов (ПК).
• Функции рабочей станции – станция работает и как клиент, и как сервер (предоставляющий ресурсы – папки, файлы, принтеры).
• Администрирование компьютеров- пользователь самостоятельно управляет сетевыми параметрами компьютера, требуется достаточно высокая конфигурация.
• Обмен данными между станциями.
• Установка, конфигурирование – выполняется быстро, не требует специализированных данных.
• Защита данных – отсутствует комплексная защита данных.
• Производительность сети – низкая производительность обработки запросов (сервер отсутствует).
• Стоимость – дешевле за счет отсутствия сервера.
• Примеры сетевых операционных систем – MS DOS с драйверами и протоколами, Windows 95, 98, Millenium, Windows NT Work Station, Novel Network lite, Personal Netware

2. ЛВС на основе сервера— локальные сети, в которых присутствует сервер за управление сетью. Работают в двух разных режимах: выделенный и невыделенный. Выделенный – на сервере не поддерживаются функции клиента, более надежный, безопастный, правильный режим. Невыделенный – присутствуют функции клиента, за сервером может работать обычный пользователь с ограниченными правами, ненадежный, не рекомендуется.

• размер сети по количеству – 1000 станций поддерживают, количество станций зависит от аппаратуры и от типа сетевой ОС.
• Функции рабочей станции – на рабочей станции запрещаются функции сервера (по предоставлению ресурсов).
• Администрирование компьютеров – назначается сетевой администратор, конфигурирует сервер и рабочие станции.
• Обмен данными между станциями – запрещен непосредственный обмен, разрешен обмен между данными.
• Установка, конфигурирование – сложный процесс, требуется высокая квалификация ОС.
• Защита данных – комплексная защита данных за счет централизованного хранения данных и централизованной политики безопасности.
• Производительность сети – серверы оптимизированы для быстрой обработки запросов, следовательно, высокая производительность.
• Стоимость –значительно выше.
• Примеры сетевых операционных систем – Microsoft Windows NT Server, 2000 Server, Novel Netware (4, 5, 6), Unix, Linux.

Преимущества: 1). Защита данных. 2). Количество пользователей, количество предоставленных ресурсов. 3).Производительность выше. 3).Резервное копирование данных. Копирование данных через определенные промежутки времени на другие носители Зависит как часто обновляются данные на сервере. 4).Дублирование – копирование данных в реальном времени с основного носителя информации на резерв. 3. ЛВС с комбинированным способом управления. 3.1.Функционируют оба типа сетевых ОС. 3.2. Сочетают преимущества двух систем. Серверная – защита важных данных, одноранговая – разрешен обмен пользовательскими данными. 3.3. Требует более тщательного планирования, конфигурирования сети. Подготовка пользователей. 4.Распределенное управление– управление сетью распределено между несколькими серверами (кластерные). Пользователи и ресурсы сети относятся не к одному серверу, а ко всей сети (несколько серверов). Специализированные серверы. Для эффективного выполнения сетевых задач на предприятии с большим количеством пользователей. Используются следующие специальные серверы:

1. Файловые серверы. Устанавливается сетевая ОС. Хранятся системные файлы и пользовательские. Управляет доступом к этим файлам.
2. Сервер – печать. Управляет доступом к принтеру.
3. Серверы – приложения. Серверы СУБД. Для исполнения сетевых, клиент-серверных, прикладных программ.
4. Почтовые серверы. Управляют потоком входящих и исходящих документов.

5.Коммуникационные серверы. Для управления потоком данных между ЛВС и удаленными пользователями (сетями). Например: через телефонный модем, RAS (Remote Access Server). 6.Интернет – серверы. (Web-, Ftp-). Web- сервер, который предоставляет доступ к Web- документам, Ftp- сервер предоставляет доступ к файлам. Дополнительные программные средства. Сетевые задачи ЛВС.

1. Разделение (совместное использование) сетевого, периферийного оборудования (печать, сетевой модем).
2. Использование сетевых баз данных (БД) (клиент-серверные архитектуры БД).
3. Разделение файлов.
4. Передача файлов.
5. Передача сообщений по сети (эл. почта, чат, сетевые новости).
6. Видео- и аудио- конференции.

Источник