Компютерні мережі 2 (стр. 2 из 5)

5. Розподіленні системи. Поняття та визначення

Розподілені системи – це комплекс програмних та апаратних засобів, що здійснюють обробку інформації децентралізовано. Комп’ютери, що здійснюють таку обробку називаються станціями телеобробки.

Комп’ютерні мережі відносяться до розподілених (або децентралізованих) обчислювальних систем. Оскільки основною ознакою розподіленої обчислювальної системи є наявність кількох центрів обробки даних, існує ще кілька видів таких систем.

Мультипроцесорний комп’ютер містить кілька процесорів, кожен із яких може відносно незалежно від решти виконувати свою програму. Спільна для всіх операційна система оперативно розподіляє навантаження між процесорами, а взаємодія між ними здійснюється через спільну оперативну пам’ять.

Мультипроцесорний комп´ютер не підтримує територіальної розподіленості, але його перевагами є висока продуктивність, яка досягається за рахунок паралельної роботи кількох процесорів та відмовостійкість – за рахунок надлишковості.

Багатомашинна система – це обчислювальний комплекс, який включає у себе декілька комп´ютерів (кожен із яких працює під керуванням власної ОС), а також програмні та апаратні засоби зв´язку комп´ютерів, які забезпечують роботу всього комплексу як єдиного цілого.

Порівняно із мультипроцесорними системами можливості паралельної обробки у багатомашинних системах обмежені – зв´язок між комп´ютерами менш тісний, ніж між процесорами. Апаратні та програмні зв´язки між обробляючими пристроями менш тісні. Територіальна розподіленість також не забезпечується, оскільки відстані між комп´ютерами визначаються довжиною зв´язку між процесорним блоком та дисковою підсистемою.

У обчислювальних мережах програмні та апаратні зв´язки є ще більш слабкими, а автономність обробляючих блоків проявляється максимальним чином – основними елементами мережі є стандартні комп´ютери, які не мають ні спільних блоків пам´яті, ні спільних периферійних пристроїв. Взаємодія відбувається за рахунок передачі повідомлень через мережеві адаптери та канали зв´язку.

6. Канали зв’язку. Класифікація, типи

Основними характеристиками каналу зв’язку є:

1. Пропускна здатність

2. Достовірність передачі інформації

Пропускна здатність обчислюється граничним числом біт, яке може бути передано через лінію зв’язку за певну одиницю часу.

Достовірність передачі даних характеризується ймовірністю спотворення біта для певного КЗ.

ЛЗ поділяються на два типи: дротові та бездротові. Дротові поділяються на кабельні та оптоволоконні системи. Бездротові поділяються на канали наземного та супутникового зв’язку.

Основними характеристиками ЛЗ є:

1. смуга частот

2. питома вартість

3. завадостійкість

Смуга частот визначається як різниця верхньої та нижньої частот. Вона залежить від типу ліній зв’язку та їх характеристик.

Пропускна здатність КЗ залежить:

1) від смуги частот, що використовуються на каналі

2) від співвідношення «сигнал-шум»

Через обмеження смуги частот в КЗ необхідно узгоджувати сигнали, що передаються по цих лініях. Таке узгодження можливе:

a. за допомогою модуляції сигналу

b. за допомогою кодування сигналу

Модуляція – це перенесення сигналу на задану частоту з метою запобігання затухання та зміни форми сигналу, що пов’язане з впливом середовища передачі даних.

Кодування – це перетворення даних у вигляд, що забезпечує його безпомилкову передачу. Це забезпечується шляхом введення надлишковості в інформацію, що передається. Кодування використовується більш інтенсивно у випадку роботи з комутованим з’єднанням.

В залежності від напрямку передачі даних КЗ поділяють на такі типи:

1. Симплексні – передача можлива лише в одному напрямку.

2. Напівдуплексні – передача в двох напрямках, але розділена в часі.

3. Дуплексні – можлива одночасна передача в двох напрямках.

7. Топології локальних мереж: фізичні та логічні

Фізична топологія – це граф, вершинами якого є вузли мережі, а ребрами – фізичні зв’язки між ними. Логічна топологія описує, як циркулюють потоки інформації між вузлами. Фізична і логічна топологія мережі можуть не співпадати між собою. Фактично логічна топологія визначає алгоритм, згідно із яким мережеві вузли будуть отримувати доступ до середовище передачі даних (буде описано далі).

Визначають наступні фізичні топології:

- шинна топологія

У цій топології всі вузли під’єднані безпосередньо до мережевого середовища. Зараз така топологія використовується досить рідко через значні недоліки – фізичний розрив між будь-якими вузлами призводить до непрацездатності всієї мережі. Реалізовувалася на коаксіальному кабелі.

- кільцева топологія

Володіє тими ж недоліками, що і шинна, а тому на практиці реалізовується неявно. При явній реалізації вихід з ладу будь-якого вузла або зв’язку між ними призводить до непрацездатності мережі.

- зіркова топологія

У цій топології існує центральний вузол, до якого під’єднуються всі інші вузли. Це дозволяє підтримувати працездатність мережі у випадку виходу з ладу окремого кінцевого вузла або каналу між вузлами. Мережа перестає працювати лише у випадку виходу з ладу центрального вузла. Залежно від його природи зіркову топологію у деяких випадках можна розглядати як вироджену шину – тобто центральний вузол являє собою спільне розділюване середовище, до якого всі інші намагаються отримати доступ.

- розширена зірка

Являє собою ту ж зірку, кожен кінцевий вузол якої служить центральним вузлом для іншої зірки. Одна з найчастіше використовуваних на практиці топологій на даний час. Володіє всіма перевагами зіркової топології; крім того, якщо з ладу виходить центральний вузол, мережа розпадається на кілька незалежних працездатних мереж.

- деревовидна топологія

За структурою схожа на розширену зірку, але її центральним елементом є не центральний вузол, а так званий магістральний кабель. Як правило, він застосовується у випадку необхідності доступу багатьох вузлів до одного, у жорстко вираженому клієнт-серверному середовищі.

- повна топологія

У цій топології кожен вузол зв’язаний із кожним. Завдяки наявності значної кількості резервних зв’язків вона є дуже надійною, але на практиці майже не застосовується, оскільки вимагає дуже значних апаратних затрат.

8. Класифікація комп’ютерних мереж в залежності від розмірів

Рассмотрим основные отличия локальных сетей от глобальных более детально. Протяженность, качество и способ прокладки линий связи. Класс локальных вычислительных сетей по определению отличается от класса глобальных сетей небольшим расстоянием между узлами сети. Это в принципе делает возможным использование в локальных сетях качественных линий связи: коаксиального кабеля, витой пары, оптоволоконного кабеля, которые не всегда доступны (из-за экономических ограничений) на больших расстояниях, свойственных глобальным сетям, В глобальных сетях часто применяются уже существующие линии связи (телеграфные или телефонные), а в локальных сетях они прокладываются заново.

· Сложность методов передачи и оборудования. В условиях низкой надежности физических каналов в глобальных сетях требуются более сложные, чем в локальных сетях, методы передачи данных и соответствующее оборудование. Так, в глобальных сетях широко применяются модуляция, асинхронные методы, сложные методы контрольного суммирования, квитирование и повторные передачи искаженных кадров. С другой стороны, качественные линии связи в локальных сетях позволили упростить процедуры передачи данных за счет применения немодулированных сигналов и отказа от обязательного подтверждения получения пакета.

· Скорость обмена данными. Одним из главных отличий локальных сетей от глобальных является наличие высокоскоростных каналов обмена данными между компьютерами, скорость которых (10,16и100 Мбит/с) сравнима со скоростями работы устройств и узлов компьютера - дисков, внутренних шин обмена данными и т. п. За счет этого у пользователя локальной сети, подключенного к удаленному разделяемому ресурсу (например, диску сервера), складывается впечатление, что он пользуется этим диском, как «своим». Для глобальных сетей типичны гораздо более низкие скорости передачи данных - 2400,9600,28800,33600 бит/с, 56 и 64 Кбит/с и только на магистральных каналах - до 2 Мбит/с.

· Разнообразие услуг. Локальные сети предоставляют, как правило, широкий набор услуг - это различные виды услуг файловой службы, услуги печати, услуги службы передачи факсимильных сообщений, услуги баз данных, электронная почта и другие, в то время как глобальные сети в основном предоставляют почтовые услуги и иногда файловые услуги с ограниченными возможностями - передачу файлов из публичных архивов удаленных серверов без предварительного просмотра их содержания.

· Оперативность выполнения запросов. Время прохождения пакета через локальную сеть обычно составляет несколько миллисекунд, время же его передачи через глобальную сеть может достигать нескольких секунд. Низкая скорость передачи данных в глобальных сетях затрудняет реализацию служб для режима on-line, который является обычным для локальных сетей.