Галкин В.А., Григорьев Ю.А. - Телекоммуникации и сети (1053870), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Линия связи - это либотелефонная линия, либо другая среда передачи данных: витая пара, волоконнооптическая линия связи, коаксиальный кабель, радиолиния и т.п. Совокупностьразличных линий связи и каналообразующей аппаратуры представляется кактелекоммуникационная среда, обеспечивающая удаленное взаимодействиекомпьютеров.Основываясь на понятии архитектуры распределенных систем обработкиданных, авторами в пособии сделана попытка изложить описание базовой модели взаимодействия открытых систем с позиций объектно-ориентированногоподхода. Материал представлен в соответствии с уровнями эталонной модели,начиная с форм представления сигналов физических каналов связи.Вопросы достоверности передаваемой информации в системах телекоммуникаций играют важную роль, поэтому им уделено значительное внимание.Подробно рассмотрены и проиллюстрированы примерами математическиеаспекты логического кодирования.11ВведениеВ качестве технических средств телекоммуникаций в учебном пособии представлены модемы, которые продолжают оставаться широко распространенными средствами удаленного взаимодействия и доступа к сети Интернет.
Крометого, модемы, пожалуй, единственные технические средства, которые доступны в настоящее время большинству вузов в качестве оборудования, обеспечивающего лабораторный практикум по соответствующим учебным курсам.Рассмотрение сетевых технологий умьпплено построено с нарушением хронологического порядка развития сетей ЭВМ. Как известно, глобальные сети исвязаршые с ними технологии появились раньше, чем локальные. Однако бурный рост локальных сетей и совершенствование их технологий за последниенесколько лет определили в значительной степени это решение.
Кроме того,авторы, не претендуя на оригинальность, посчитали методически правильнымрассмотреть сначала методы построения локальных сетей и их технологий,тем более, что современные технологии, такие, как ATM и FDDI, стираютграни между понятиями «глобальный» и «локальный».Представление о предмете бьшо бы неполным без рассмотрения сетевыхоперащюнных систем. В связи с этим в книге даны понятия, определено назначение и рассмотрены основные характеристики и возможности сетевой операщюнной системы NetWare фирмы Novell.Авторы надеются, что читатель приобретет некоторые практические навыки построения сетей на базе различных технологий, прочитав заключительную главу настоящего учебного пособия.121.
РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ СИСТЕМЫОБРАБОТКИ ДАННЫХРассмотрены основные понятия и полоэ/сенияраспределенной обработки данных.Описана архитектура распределенных систем как совокупность логической, физической ипрограммной структур. Взаимодействие открытых систем рассмотрено с точки зренияобъектно-ориентированного подхода. Достаточно подробно описаны принципыпостроения эталонной модели взаимодействия открытых систем OSI и функциональноеназначение уровней этой модели.
Кроме модели OSI приведены сведения об альтернативныхпрофилях стандартов открытых систем.1.1. Архитектура распределенных системОсновные понятия распределенной обработки данныхРаспределенная система обработки данных (РСОД) - любая система, позволяющая организовать взаимодействие независимых, но связанных междусобой ЭВМ. Эти системы предназначены для автоматизации таких объектов,которые характеризуются территориальной распределенностью пунктов возникновения и потребления информации. Концептуально распределенная обработка подразумевает тот или иной вид организации сети связи и децентрализацию трех категорий ресурсов:• аппаратных вычислительных средств и собственно вычислительной мощности;• баз данных;• управление системой.В распределенных системах обработки данных в той или иной степени осуществляется реализация следующих основных функций:• доступ к ресурсам (вычислительным мощностям, программам, данным ит.
п.) с терминалов и из пользовательских программ в режиме «файл-сервер»;131. Распределенные системы обработки данных• выполнение заданий и интерактивное общение пользователей с запущенными по их требованию программами в режиме «клиент-сервер»;• сбор статистики о функционировании системы;• обеспечение надежности и живучести системы в целом.В настоящее время применяют различные подходы к классификации распределенных систем обработки данных по разным критериям.По степени однородности различают:• полностью неоднородные РСОД;• частично неоднородные РСОД;• однородные РСОД.Полностью неоднородные РСОД характеризуются тем, что в них объединены ЭВМ, построенные на основе различных архитектур и функционирующиепод управлением разных операционных систем (ОС).
Как правило, РСОД этоготипа в качестве коммуникационной службы используют глобальные сети, базирующиеся на протоколах Х.25, Frame relay, ATM, Intemet-технология.Частично неоднородные РСОД строят на базе однотипных ЭВМ, работающих под управлением различных ОС, либо они включают в себя компьютерыразличных типов, работающие под управлением одной ОС. Например, ЮМ PCкомпьютеры управляются различными ОС: MS DOS, OS/2, Windows 95,Windows NT.Однородные распределенные системы строятся на однотипных вычислительных средствах, оснащенных одинаковыми операщюнными системами.По архитектурным особенностям выделяют:• РСОД на основе систем телеобработки;• РСОД на основе сетевой технологии.Под сетевой технологией понимается такая форма взаимодействия ЭВМ,при которой любой из процессов одной из машин по своей инищ1ативе можетустановить логическую связь с любым процессом в любой другой ЭВМ.В отличие от таких систем РСОД на основе систем телеобработки не обеспечивают полного, симметричного и независимого взаимодействия процессов.По степени распределенности с позиций пользователя РСОД делятся на2 группы: региональные и локальные.К региональным РСОД будем относить распределенные конфигурации, характеризующиеся следующими основными параметрами:неограниченной географической распределенностью;наличием тех или иных механизмов маршрутизации;каждые два узла связаны собственным каналом, и отсутствует проблемаего разделения;широким диапазоном скоростей передачи - 10\..
10^ бит/с;произвольной топологией.В них можно вьщелить несколько способов организации взаимодействиямежду ЭВМ:коммутация каналов;141.1. Архитектура распределенных системИнформационно-вычислительная |служба (ИВС)АдминистративнаяслужбаРис. 1.1. Логическая структура РСОДкоммутащм сообщений;коммутащ1я пакетов;коммутащ1я фреймов - Frame relay;коммутащм ячеек - АТМ-технология.Основу локальных РСОД составляют локальные сети со следующими характеристиками:небольшая географическая распределенность;использование единой коммуникащюнной среды и, следовательно, физическая полносвязность всех узлов сети, приводящая к замене маршрутизации адресащ1ей;высокие и очень высокие скорости обмена - 10^... 10^ бит/с;применение спещ1альных методов и алгоритмов доступа к единой среде дляобеспечения высокой скорости передачи при одновременном использованиисреды всеми узлами коммуникащюнной службы;ограниченность возможных топологий.Под архитектурой РСОД будем понимать взаимосвязь ее логической, физической и программной структур.Логическая структура РСОД отражает состав сетевых служб и связимежду ними (рис.
1.1). В данной структуре информационно-вычислительнаяслужба предназначена для решения задач пользователей сети. Терминальнаяслужба обеспечивает взаимодействие терминалов с сетью. Сюда входит преобразование форматов и кодов, управление разнотипными терминалами, обработка процедур обмена информацией между терминалами и сетью и т.
д. Транспортная служба предназначена для решения всех задач, связанных с передачейсообщений в сети. Она управляет маршрутами, потоками и данными, декомпозицией сообщений на пакеты и рядом других функций. Интерфейсная службарешает задачи обеспечения взаимодействий разнотипных ЭВМ, функционирующих под управлением различных ОС, имеющих разную архитектуру, длинуслова, форматы представления данных и др. Кроме того, служба управления15/. Распределенные системы обработки данныхинтерфейсами осуществляет взаимодействие ЭВМ, входящих в состав различных сетей.
Административная служба управляет сетью, реализует процедуры реконфигурации и восстановления, собирает статистику о функционировании сети, осуществляет ее тестирование. Разумеется, приведенный полныйсостав элементов логической структуры не является обязательным для всехреальных систем. Так, в однородных сетях отпадает необходимость в интерфейсной службе, в простейших сетях может отсутствовать административнаяслужба и т. д. Информационно-вычислительная и терминальная службы образуют абонентскую слуэ/сбу, а интерфейсная и транспортная - коммуникационную.
Из этого следует, что административная служба не осуществляет непосредственно какие-либо функции, связанные с сетевым обслуживаниемпользователей, и может рассматриваться как механизм обслуживания самойсети. Распределение элементов логической структуры по различным ЭВМ задает физическую структуру РСОД (рис. 1.2).Элементами такой структуры являются ЭВМ, связанные между собой и стерминалами. В зависимости от реализации в ЭВМ той или иной сетевой службы в физической структуре можно вьщелить:главные ЭВМ;коммуникационные ЭВМ;интерфейсные ЭВМ;терминальные ЭВМ;административные ЭВМ.В одной ЭВМ могут реализовываться несколько служб.Программная структура РСОД отражает состав компонентов сетевогопрограммного обеспечения (ПО) и связи между ними.
Очевидно, что составсетевого ПО определяется логической структурой, т. е. функциями, выполняемыми ее службами. В то же время связи между компонентами ПО во многомзависят от физической структуры.Рис. 1.2. Физическая структура РСОД161.2. Концепция открытыхсистемСетевое ПО имеет многоуровневую иерархическую организацию. Что обусловлено двумя факторами:• необходимостью минимизации затрат на модификацию сетевого ПО приизменении состава используемого оборудования;• любые осуществляемые в сети изменения не должны отражаться на пользовательских программах, использующих сетевые возможности.Для иерархической организации необходимы правила взаимодействия программ, вьшолняемых в одной ЭВМ и находящихся на различных уровнях, ипрограмм, находящихся на одном уровне, но расположенных в различных ЭВМ,т.
е. четкое описание интерфейсов и протоколов.Стремление создать единую, универсальную и открытую к изменениям логической и физической структур сетевую архитектуру обусловило стандартизацию уровней иерархии ПО сетей ЭВМ. Международная организация по стандартизации (ISO - International Standard Organization) предложила концепциюархитектуры открытых систем, в которой определена эталонная модель, используемая как базовая при разработке международных стандартов.1.2. Концепция открытых системВ соответствии с эталонной моделью вычислительная сеть представляется как распределенная информационно-вычислительная среда, реализуемаябольышм числом разнообразных аппаратных и программных средств. Эта средапо вертикали делится на ряд логических уровней, каждый из которых выполняет одну из основных задач информационно-вычислительной среды. По горизонтали она делится на локальные части , называемые открытыми системами,каждая из которых удовлетворяет требованиям и стандартам архитектуры открытых систем ISO (рис.
1.3). Термин «взаимодействие открытых систем»в о е (OSI - Open System Interconnection) относится к процедурам передачиданных между системами, которые «открыты» друг другу благодаря совместтному использованию ими соответствующих стандартов.ВОбъектОткрытые системыКW-->УровеньQV- СоединениеприкладныепроцессыОбластьвзаимодействияоткрытыхсистемФизическиесредствасоединенияРис. 1.3. Область взаимодействия открытых систем171. Распределенные системы обработки данныхСложность функций области взаимодействия привела к тому, что они в соответствии с базовой эталонной моделью взаимодействия открытых системподелены на семь расположенных друг над другом слоев, называемых уровнями. Их иерархия в зависимости от вьшолняемых функций делится на двечасти - прикладную и транспортную платформы.Часть открытой системы, реализующая некоторую функцию и входящая всостав того или иного уровня, называется объектом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
