Компьютерные сети Информационных технологий
ванного использования ЭВМ с пакетной обработкой
информации пользователи вычислительной техники предпочитали приобретать
компьютеры, на которых можно было бы решать почти все классы их задач.
Однако сложность решаемых задач обратно пропорциональна их количеству, и
это приводило к неэффективному использованию вычислительной мощности ЭВМ
при значительных материальных затратах. Нельзя не учитывать и тот факт, что
доступ к ресурсам компьютеров был затруднен из-за существующей политики
централизации вычислительных средств в одном месте.
Принцип централизованной обработки данных (рис. 6.1) не отвечал
высоким требованиям к надежности процесса обработки, затруднял развитие
систем и не мог обеспечить необходимые временные параметры при диалоговой
обработке данных в многопользовательском режиме. Кратковременный выход из
строя центральной ЭВМ приводил к роковым последствиям для системы в целом,
гак как приходилось дублировать функции центральной ЭВМ, значительно
увеличивая затраты на создание и эксплуатацию систем обработки данных.
Система централизованной обработки данных
Появление малых ЭВМ, микроЭВМ и, наконец, персональных компьютеров
потребовало нового подхода к организации систем обработки данных, к
созданию новых информационных технологий. Возникло логически обоснованное
требование перехода от использования отдельных ЭВМ в системах
централизованной обработки данных к распределенной обработке данных.
3.2.Распределенная обработка данных — обработка данных, выполняемая
на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих
распределенную систему.
Система распределенной обработки данных
Для реализации распределенной обработки данных были созданы
многомашинные ассоциации, структура которых разрабатывается по одному из
следующих направлений:
* многомашинные вычислительные комплексы (МВК);
* компьютерные (вычислительные) сети.
Многомашинный вычислительный комплекс — группа установленных рядом
вычислительных машин, объединенных с помощью специальных средств сопряжения
и выполняющих совместно единый информационно-вычислительный процесс.
4. Компьютерные сети
Компьютерные сети отнюдь не являются единственным видом сетей,
созданным человеческой цивилизацией. Даже водопроводы Древнего Рима можно
рассматривать как один из наиболее древних примеров сетей, покрывающих
большие территории и обслуживающих многочисленных клиентов. Другой, менее
экзотический пример — электрические сети. В них легко можно найти все
компоненты любой территориальной сети: источники ресурсов — электростанции,
магистрали — высоковольтные линии электропередач, сеть доступа -
трансформаторные подстанции, клиентское оборудование — осветительные и
бытовые электроприборы.
Компьютерные сети, называемые также вычислительными сетями, или
сетями передачи данных, являются логическим результатом эволюции двух
важнейших научно-технических отраслей современной цивилизации —
компьютерных и телекоммуникационных технологий. С одной стороны, сети
представляют собой частный случай распределенных вычислительных систем, в
которых группа компьютеров согласованно выполняет набор взаимосвязанных
задач, обмениваясь данными в автоматическом режиме. С другой стороны,
компьютерные сети могут рассматриваться как средство передачи информации на
большие расстояния, для чего в них применяются методы кодирования и
мультиплексирования данных, получившие развитие в различных
телекоммуникационных системах.
Компьютерная (вычислительная) сеть – совокупность компьютеров и
терминалов, соединённых с помощью каналов связи в единую систему,
удовлетворяющую требованиям распределённой обработки данных.
Основное назначение любой компьютерной сети — предоставление
информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям.
4.1. Обобщенная структура компьютерной сети
Компьютерные сети являются высшей формой многомашинных ассоциаций.
Выделим основные отличия компьютерной сети от многомашинного
вычислительного комплекса.
Первое отличие — размерность. В состав многомашинного
вычислительного комплекса входят обычно две, максимум три ЭВМ,
расположенные преимущественно в одном помещении. Вычислительная сеть может
состоять из десятков и даже сотен ЭВМ, расположенных на расстоянии друг от
друга от нескольких метров до десятков, сотен и даже тысяч километров.
Второе отличие — разделение функций между ЭВМ. Если в многомашинном
вычислительном комплексе функции обработки данных, передачи данных и
управления системой могут быть реализованы в одной ЭВМ, то в вычислительных
сетях эти функции распределены между различными ЭВМ.
Третье отличие — необходимость решения в сети задачи маршрутизации
сообщений. Сообщение от одной ЭВМ к другой в сети может быть передано по
различным маршрутам в зависимости от состояния каналов связи, соединяющих
ЭВМ друг с другом.
Объединение в один комплекс средств вычислительной техники,
аппаратуры связи и каналов передачи данных предъявляет специфические
требования со стороны каждого элемента многомашинной ассоциации, а также
требует формирования специальной терминологии.
Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию в
сети. Ими могут быть отдельные ЭВМ, комплексы ЭВМ, терминалы, промышленные
роботы, станки с числовым программным управлением и т.д. Любой абонент сети
подключается к станции.
Станция – это аппаратура, которая выполняет функции, связанные с
передачей и приёмом информации.
Совокупность абонента и станции принято называть абонентской
системой Для организации взаимодействия абонентов необходима физическая
передающая среда.
На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть,
которая обеспечивает передачу информации между абонентскими системами.
Такой подход позволяет рассматривать любую компьютерную сеть как
совокупность абонентских систем и коммуникационной сети. Обобщенная
структура компьютерной сети приведена на рис:
Обобщенная структура
компьютерной сети.
5. Классификация вычислительных сетей
В зависимости от территориального расположения абонентских систем
вычислительные сети можно разделить на три основных класса:
глобальные сети (WAN — Wide Area Network);
региональные сети (MAN — Metropolitan Area Network);
локальные сети (LAN — Local Area Network).
Глобальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в
различных странах, на различных континентах. Взаимодействие между
абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи,
радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные вычислительные сети
позволят решить проблему объединения информационных ресурсов всего
человечества и организации доступа к этим ресурсам.
Региональная вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных
на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов
внутри большого города, экономического региона, отдельной страны. Обычно
расстояние между абонентами региональной вычислительной сети составляет
десятки — сотни километров.
Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в
пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких
ограничений на территориальный разброс абонентов локальной вычислительной
сети. Обычно такая сеть привязана к конкретному месту. К классу локальных
вычислительных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков,
офисов и т.д. Протяженность такой сети можно ограничить пределами 2 - 2,5
км.
Объединение глобальных, региональных и локальных вычислительных
сетей позволяет создавать многосетевые иерархии. Они обеспечивают мощные,
экономически целесообразные средства обработки огромных информационных
массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам. На рис. 6.4
приведена одна из возможных иерархий вычислительных сетей. Локальные
вычислительные сети могут входить как компоненты в состав региональной
сети, региональные сети — объединяться в составе глобальной сети и,
наконец, глобальные сети могут также образовывать сложные структуры.
Иерархия компьютерных сетей
Компьютерная сеть Internet является наиболее популярной глобальной
сетью. В ее состав входит множество свободно соединенных сетей. Внутри
каждой сети, входящей в Internet, существуют конкретная структура связи и
определенная дисциплина управления. Внутри Internet структура и методы
соединений между различными сетями для конкретного пользователя не имеют
никакого значения.
Персональные компьютеры, ставшие в настоящее время непременным
элементом любой системы управления, привели к буму в области создания
локальных вычислительных сетей. Это, в свою очередь, вызвало необходимость
в разработке новых информационных технологий.
Практика применения персональных компьютеров в различных отраслях
науки, техники и производства показала, что наибольшую эффективность от
внедрения вычислительной техники обеспечивают не отдельные автономные ПК, а
локальные вычислительные сети.
6. Глобальные сети
А
| |  скачать работу |
Компьютерные сети Информационных технологий |
