Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

- UMA – система c

однородным

доступом в память

(uniform memory access), например, SMP – симметричная мультипроцессорная

система (symmetric multiprocessor)

Удобны тем, что a’priory настроены не параллелизм, недостаток - Существуют ограничения на количество

процессорных элементов

. Проблема с организацией КЭШа: либо КЭШ отдельный в кажом процессе элемента, либо создать общий КЭШ ( но это уже КЭШ 2ого уровня);

- NUMA – системы с

неоднородным

доступом в память

(nonuniform memory

access)

. У каждого процесса своя локальная память и нелокальная. Доступ к локальной быстрее. Проще решаются проблемы с кэшированием, т.к. Степень параллелизма

выше чем SMP.

2) Системы с распределенной

оперативной памятью. Каждый элемент

обладает уникальной памятью. Эта категория похожа на специализированную компьютерную сеть. Суть: имеется компьютерные элементы (процессоры с локальной ОП) и средства коммуникации, которые их объединяют.

- COW – (Cluster of workstations –

кластер рабочих станций). Самые популярные на сегодняшний день. Это многопроцессорные системы, которые объединены специальной быстрой сетью и предназначены для решения задач. (ex, TOP100, TOP500). Использование традиционных комплектующих и средств коммуникации для создания высокоэффективных систем с

возможностью наращивания мощности

системы. Проблема охлаждения.

- MPP - (Massively

Parallel Processors) –

процессоры с массовым

параллелизмом. промышленное развитие кластера. Использование спец ср-в коммуникации под конкретные условия. Они более универсальны.

Другая категория многомашинных ассоциаций – терминальные комплексы. Они предназначены для организации массового доступа удаленных и локальных пользователей к ресурсам некоторой вычислительной системы. Их используют для

• сбора и централизации обработки информации;

• обеспечения массового доступа к ресурсам вычислительных систем.

Терминальный комплекс может включать в свой состав:

•основную вычислительную систему (массовый доступ локальных и удаленных пользователей)

•локальные мультиплексоры (подключения к выч сист через 1 или неск каналов ввода \ вывода группы внешних устройств)

•локальные терминалы \ терминальные устройства (подкл непосредственно к компу через мультиплексор. Это могут быть устройства, которые обеспечивают вз-е пользователя с вычислительной системой или др пользователями. Предполагает исп-е модемов)

•удаленные терминалы (имеющие доступ к ресурсам выч системы через телефонные виды связи, модемы или удаленные процессоры)

проблемы коммуникации.

Для взаимодействия, как правило, телефонную сеть, которая предполагает какого либо количества телефонных связей и выходов на устройства.

Существует 2 разновидности каналов:

• Коммутируемый канал, суть которог заключается в том, что когда мы поднимаем трубку, мы даем на ближайшую АТС инф-цию о том, что говорим с абонентом. Кол-во одновременно обрабатываемых линий меньше, чем подключенных. 2 проблемы: время на коммутацию и возможность отказа в соединении.

• Выделенный канал – связь на постоянной основе, но стоимость существенно выше, хотя гарантируется качество соединения.

Линия связи одного терминала с комплексом называется Канал точка-точка. Терминальный комплекс с группой удаленных компьютеров называется Многоточечный канал.

С точки зрения организации потоков различают:

• Симплексные каналы – обмен только в 1 направлении

• Дуплексные каналы – совмещены потоки в обе стороны (телефон)

• Полудуплексные каналы – может и в двух направлениях, но в каждый определенный момент только в одном (рация)

Компьютерные сети

Другая составляющая, которая определяет необходимомть развития компьютерных систем. С точки зрания архитектуры, она очень похожа, если заменить терминальные устройства на компьютеры. В общем случае, Компьютерная сеть – объединение компьютеров (или вычислительных систем), взаимодействующих через коммуникационную среду. Коммуникационная среда – каналы и средства передачи данных

Свойства компьютерной сети:

• состоит из достаточного числа взаимодействующих между собой компов, обеспечивающих сбор, хранение и обработку информации.

• Предполагает т.н. распределенную обработку инф-ции, т.е. может обрабатываться на разных узлах, а результат – комплекс

• Расширяемость сети как по протяженности, так и по пропускной способности каналов связи и производительности компов4

• Возможность использования симметричных интерфейсов.

Абонентские или основные компьютеры называются хосты, остальные коммуникационные или вспомогательные компьютеры (шлюзы, маршрутизаторы, ......)

Компьютерные сети исторически подразделяются на 3 категории:

• Сеть коммутации каналов. Обеспечивает установление канала связи на время всего сеанса связи между абонентскими машинами. Хорошо: если канал коммутирован - нет никаких накладных расходов (со скоростью самого медленного звена канала). Плохо: сеанс связи может быть произвольной длительности => возможна деградация сети. Без гарантированной продуктивности.

• Сеть коммутации сообщений. Сеанс связи представляется в виде последовательности сообщений, т.е. порций данных определенного размера. При запуске сообщения коммутация соединения не устанавливается, а сообщение отправляется в сеть с соответствующей информацией о маршруте. Машина считает сообщение и отправит дальше. Если свободных каналов нет, то временно сообщение будет сохранено на коммуникационной машине. Проблемы: должна быть инф-ция о порядке сообщений; несмотря на повышение дискретности передачи канала, размер сообщения может быть неопределенным. достоинства: убрали промежутки «молчания» между сообщениями; не устанавливается канал – экономится канальный ресурс.

• Сеть коммутации пакетов. Все сообщения разделяются на блоки ланных некоторого фиксированного размера, который не превосходит некоторую предельную границу. Работает также, как коммутации сообщений, но в пакетном режиме.

Реальные сети строятся на комбинации этих 3х категорий.

Организация сетевого взаимодействия

Одна из осн проблем - проблема стандартизации. Суть в том, что изначально – корпоративные локальные сети => перенос программ из одной сети в др крайне тсложен. Опыт развития некоторого прообраза сети Internet.

ISO разраотало систему открытых интерфейсив (OSI) от уровня передачи сигналов (физ вз-я в сети) до прикладного вз-я (доступ к сетевым услугам).

Снизу вверх – семиуровневая система ISO \ OSI. Каждый уровень – условный набор действий для передачи информации в сети выч систем (аппаратная или программная составляющая)

Протокол связи – формальное описание сообщений и правил, по которым сетевые устройства (вычислительные системы) осуществляют обмен информацией. Или Правила взаимодействия одноименных уровней.

В каждом уровне ISO \ OSI предполагается наличие некоторого кол-ва протоколов, кажд из которыз может осуществлять работу с такими же на др. машине ( в т.ч. виртуальной)

1. Физический уровень. Однозначно определяется физ среда передачи данных и форматы передачи сигналов (оптоволокно, изорнет, витая пара…)

2. Канальный уровень. Обеспеч управление доступом к физ среде передачи данных, в частности, синхронизация передачи данных, формализация правил передачи данных, задачи обнаружения и локализации ошибок

3. Сетевой уровень. В нек смысле ключевой, т.к. решается вопрос управления связью между вз-щими компами, маршрутизация.

4. Транспортный уровень. Уровень логического канала. Проблема управления и передачи данных, обеспечение порядка.

5. Сеансовый уровень. Упр-е сеансами связи. Проблема обеспечения синхронизации отправки данных, защита прав и нештатные ситуации.

6. .Представительский уровень. Проблема унификации кодировок.

7. Прикладной уровень. Стандартизация вз-я с прикладными системами.

Интерфейс – правила взаимодействия вышестоящего уровня с нижестоящим.

Служба или сервис – набор операций, предоставляемых нижестоящим уровнем вышестоящему.

Стек протоколов – перечень разно уровневых протоколов, реализованных в системе

Семейство протоколов TCP / IP

Служит основой для организации Internetа.

1. Уровень доступа к сети

2. Межсетевой уровень

3. Транспортный уровень.

1. Уровень прикладных программ.

Свойства:

• открытые стандарты прграмм, кот поддерживаются почти всеми операционными средами;

• могут работать с использованием всех имеющихся средств передачи данных;

• обладают уникальной системой именования сетевых устройств;

• стандартизованные протоколы прикладных программ.

В соответствие с уровнями ISO \ OSI:

Уровень модели TCP/IP Уровень модели ISO/OSI

1. Уровень доступа к сети. Канальный уровень

Физический уровень

2. Межсетевой уровень Сетевой уровень

3. Транспортный уровень Сеансовый уровень

Транспортный уровень

4. Уровень прикладных программ Уровень прикладных программ

Уровень представления данных

Рассмотрим эти уровни подробнее:

1. Уровень доступа к сети. На этом уровне протоколы обеспечивают систему средствами для передачи данных другим устройствам в сети

2. Межсетевой уровень В отличие от сетевого уровня модели OSI, не устанавливает соединений с другими машинами.

•Функции протокола IP

- формирование дейтаграмм (Дейтаграмма – это пакет протокола IP.

Пакет – блок данных, который передаётся вместе с информацией, необходимой для его корректной доставки.)

- поддержание системы адресации

- обмен данными между транспортным уровнем и уровнем доступа к сети

- организация маршрутизации дейтаграмм (Маршрутизация – процесс выбора шлюза или маршрутизатора.

Шлюз – устройство, передающее пакеты между различными сетями )

- разбиение и обратная сборка дейтаграмм

•IP – протокол без логического установления соединения

•Протокол IP не обеспечивает обнаружение и исправление ошибок

система адресации протокола TCP / IP

3. Транспортный уровень. Обеспечивает доставку данных от компьютера к компьютеру, обеспечивает средства для поддержки логических соединений между прикладными программами. В отличие от транспортного уровня модели OSI, в функции транспортного уровня TCP/IP не всегда входят контроль за ошибками и их коррекция. TCP/IP предоставляет два разных сервиса передачи данных на этом уровне. Протокол TCP, UDP.

•Протокол контроля передачи (TCP, Transmission Control Protocol) - обеспечивает надежную доставку данных с обнаружением и исправлением ошибок и с установлением логического соединения.

•Протокол пользовательских дейтаграмм (UDP, User Datagram Protocol) - отправляет пакеты с данными, «не заботясь» об их доставке.

4. Уровень прикладных программ. Состоит из прикладных программ и процессов, использующих сеть и доступных пользователю. В отличие от модели OSI, прикладные программы сами стандартизуют представление данных.

.•Протоколы, опирающиеся на TCP

•TELNET (Network Terminal Protocol)

•FTP (File Transfer Protocol)

•SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

Характеристики

Список файлов лекций