Курсовые и лабораторные работы Математика решение задач Электротехника Лабораторные работы по электронике Физика Информатика На главную
Основные проблемы построения сетей Стандартные решения сетевых проблем

Распределенные системы обработки данных

Архитектура распределенных систем и основные понятия распределенной обработки данных

В распределенных системах обработки данных в той или иной степени осуществляется реализация следующих основных функций:

• доступ к ресурсам (вычислительным мощностям, программам, данным и т. п.) с терминалов и из пользовательских программ в режиме «файл-сервер»;

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 функционирующие под управлением разных операционных систем (ОС). Как правило, РСОД этого типа в качестве коммуникационной службы используют глобальные сети, базирующиеся на протоколах Х.25, Frame relay, ATM, Internet-технология.

Частично неоднородные РСОД строят на базе однотипных ЭВМ, работающих под управлением различных ОС, либо они включают в себя компьютеры различных типов, работающие под управлением одной ОС. Например, IBM PC компьютеры управляются различными ОС; MS DOS, OS/2, Windows 95, Windows NT.

Однородные распределенные системы строятся на однотипных вычислительных средствах, оснащенных одинаковыми операционными системами.

По архитектурным особенностям выделяют:

РСОД на основе систем телеобработки;

РСОД на основе сетевой технологии.

По степени распределенности с позиций пользователя РСОД делятся на 2 группы:

региональные и локальные.

К региональным РСОД относятся распределенные конфигурации, характеризующиеся следующими основными параметрами:

- неограниченной географической распределенностью;

- наличием тех или иных механизмов маршрутизации;

- каждые два узла связаны собственным каналом, и отсутствует проблема его разделения;

- широким диапазоном скоростей передачи - 103... 108 бит/с;

- произвольной топологией.

В них можно выделить несколько способов организации взаимодействия между ЭВМ:

коммутация каналов;

коммутация сообщений;

коммутация пакетов;

коммутация фреймов - Frame relay;

коммутация ячеек - ATM-технология.

Основу локальных РСОД составляет локальные сети со следующими характеристиками :

небольшая географическая распределенность;

использование единой коммуникационной среды и, следовательно, физическая полносвязность всех узлов сети, приводящая к замене маршрутизации адресацией;

высокие и очень высокие скорости обмена - 107... 109 бит/с;

применение специальных методов и алгоритмов доступа к единой среде для обеспечения высокой скорости передачи при одновременном использовании среды всеми узлами коммуникационной службы;

ограниченность возможных топологий.

Под архитектурой РСОД будем понимать взаимосвязь ее логической, физической и программной структур.

Административная служба управляет сетью, реализует процедуры реконфигурации и восстановления, собирает статистику о функционировании сети, осуществляет ее тестирование.

Разумеется, приведенный полный состав элементов логической структуры не является обязательным для всех реальных систем. Так, в однородных сетях отпадает необходимость в интерфейсной службе, в простейших сетях может отсутствовать административная служба и т. д. Информационно-вычислительная и терминальная службы образуют абонентскую службу, а интерфейсная и транспортная - коммуникационную. Из этого следует, что административная служба не осуществляет непосредственно какие-либо функции, связанные с сетевым обслуживанием пользователей, и может рассматриваться как механизм обслуживания самой сети.

Распределение элементов логической структуры по различным ЭВМ задает физическую структуру РСОД (рис. 8).

Элементами такой структуры являются ЭВМ, связанные между собой и с терминалами. В зависимости от реализации в ЭВМ той или иной сетевой службы в физической структуре можно выделить:

1 - главные ЭВМ;

2 - коммуникационные ЭВМ;

3 - интерфейсные ЭВМ;

4 - терминальные ЭВМ;

5 - административные ЭВМ.

В одной ЭВМ могут реализовываться несколько служб.

Если в поле номера узла назначения стоят только единицы, то пакет, имеющий такой адрес, рассылается всем узлам сети с заданным номером сети. Например, пакет с адресом 192.190.21.255 доставляется всем узлам сети 192.190.21.0. Такая рассылка называется широковещательным сообщением (broadcast).

Однако на практике максимальное число узлов в сети класса С не может превышать 254, так как адреса 0 и 255 имеют спе­циальное назначение. Из этих же соображений следует, что конечный узел не может иметь адрес типа 98.255.255.255, поскольку номер узла в этом адресе класса А состоит из одних двоичных единиц.

Групповая адресация предназначена для экономичного распространения в Internet или большой корпоративной сети аудио- или видеопрограмм, предназначенных сразу большой аудитории слушателей или зрителей. Если такие средства найдут широкое применение, то Internet сможет создать серьезную конкуренцию радио и телевидению.

Программная структура РСОД отражает состав компонентов сетевого программного обеспечения (ПО) и связи между ними. Очевидно, что состав сетевого ПО определяется логической структурой, т. е. функциями, выполняемыми ее службами, В то же время связи между компонентами ПО во многом зависят от физической структуры.

Уровень среды для конечного пользователя (user environment) характеризуется входными и выходными описаниями (генераторы форм и отчетов), языками проектирования информационной модели предметной области (языки 4GL), функциями утилит и библиотечных программ и прикладным уровнем среды коммуникаций, когда необходимы услуги дистанционного обмена информацией. На этом же уровне определена среда (инструментарий) прикладного программирования (application environment): языки и системы программирования, командные языки (оболочки ОС), языки запросов систем управления базами данных (СУБД), уровни сессий и представительный среды коммуникаций.

Открытые системы и объектно-ориентированный подход В связи с применением открытых систем весьма перспективным направлением представляется объектно-ориентированный подход проектирования и программирования. Объектно-ориентированное программирование - это относительно новый подход к разработке программных систем.


Стандарты кабелей локальной сети