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

От централизованных систем - к вычислительным сетям

Эволюция вычислительных систем

Концепция вычислительных сетей является логическим результатом эволюции компьютерной технологии. Первые компьютеры 50-х годов - большие, громоздкие и дорогие - предназначались для очень небольшого числа избранных пользователей. Часто эти монстры занимали целые здания. Такие компьютеры не были предназначены для интерактивной работы пользователя, а использовались в режиме пакетной обработки.

Системы пакетной обработки

Системы пакетной обработки, как правило, строились на базе мэйнфрейма - мощного и надежного компьютера универсального назначения. Пользователи подготавливали перфокарты, содержащие данные и команды программ, и передавали их в вычислительный центр. Перфокарты – это выполненные из плотной бумаги листы определенного формата, содержащие просечки (отверстия) в определенных местах. В этом случае определенное расположение просечек и определяло текст задания (программу), предназначенного для расчета на ЭВМ. Операторы вводили эти карты в компьютер, а распечатанные результаты пользователи получали обычно только на следующий день (рис. 10), Таким образом, одна неверно набитая карта означала как минимум суточную задержку.



Конечно, для пользователей интерактивный режим работы, при котором можно с терминала оперативно руководить процессом обработки своих данных, был бы гораздо удобней. Но интересами пользователей на первых этапах развития вычислительных систем в значительной степени пренебрегали, поскольку

пакетный режим - это самый эффективный режим использования вычислительной мощности, так как он позволяет выполнить в единицу времени больше пользовательских задач, чем любые другие режимы.

Во главу угла ставилась эффективность работы самого дорогого устройства вычислительной машины - процессора, в ущерб эффективности работы использующих его специалистов.

Многотерминальные системы - прообраз сети

По мере удешевления процессоров в начале 60-х годов появились новые способы организации вычислительного процесса, которые позволили учесть интересы пользователей. Начали развиваться интерактивные многотерминальные системы разделения времени (рис. 11). В таких системах компьютер отдавался в распоряжение сразу нескольким пользователям. Каждый пользователь получал в свое распоряжение терминал, с помощью которого он мог вести диалог с компьютером. Причем время реакции вычислительной системы было достаточно мало для того, чтобы пользователю была не слишком заметна параллельная работа с компьютером и других пользователей. Разделяя таким образом компьютер, пользователи получили возможность за сравнительно небольшую плату пользоваться преимуществами компьютеризации.



Терминалы были рассредоточены по всему предприятию, находясь за пределами вычислительного центра.

Вычислительная мощность полностью централизованная, некоторые функции - такие как ввод и вывод данных - распределенные.

 Такие многотерминальные централизованные системы внешне уже были очень похожи на локальные вычислительные сети. Действительно, рядовой пользователь работу за терминалом мэйнфрейма воспринимал примерно так же, как сейчас он воспринимает работу за подключенным к сети персональным компьютером. Пользователь мог получить доступ к общим файлам и периферийным устройствам, при этом у него поддерживалась полная иллюзия единоличного владения компьютером, так как он мог запустить нужную ему программу в любой момент и почти сразу же получить результат.

Таким образом, многотерминальные системы, работающие в режиме разделения времени, стали первым шагом на пути создания локальных вычислительных сетей. Но до появления локальных сетей нужно было пройти еще большой путь, так как многотерминальные системы, хотя и имели внешние черты распределенных систем, все еще сохраняли централизованный характер обработки данных. С другой стороны, и потребность предприятий в создании локальных сетей в это время еще не созрела - в одном здании просто нечего было объединять в сеть, так как из-за высокой стоимости вычислительной техники предприятия не могли себе позволить роскошь приобретения нескольких компьютеров. В этот период был справедлив так называемый "закон Гроша", который эмпирически отражал уровень технологии того времени. В соответствии с этим законом производительность компьютера была пропорциональна квадрату его стоимости, отсюда следовало, что за одну и ту же сумму было выгоднее купить одну мощную машину, чем две менее мощных - их суммарная мощность оказывалась намного ниже мощности дорогой машины.

IP-адрес первого узла в первой подсети^

первый байт IP-адреса остается такой же как в исходном IP-адресе

остальные байты считаются по следующему алгоритму:

Определяем дополнительный код маски – это количество IP-адресов. Прибавляем к результату 1 – это оставшиеся 3 байта требуемого IP-адреса

Для адреса 10.131.2.155 и маски подсети 255.192.0.0 определите

класс IP-адреса (A,B,C)

число подсетей, которое можно образовать с использованием данной маски

максимальное число узлов в подсети

IP-адрес первого узла в первой подсети

Решение:

 192=128+64=11000000 

22-2=4-2=2 

222-2=4194304-2=4194302

Первый байт – 10

Доп.код маски – 1000000 00000000 00000000

3 ост.байта - 1000000 00000000 00000001

Ответ записываются в одну строку через пробел:

 A 2 4194302 10.64.0.1#

Для адреса 105.52.132.19 и маски подсети 255.240.0.0

240=128+64+32+16=11110000 

24=16-2 220-2=1048576-2 24 0 1

 A 14 1048574 105.16.0.1#

}

Для адреса 107.166.146.243 и маски подсети 255.255.128.0

255.128=11111111.1000000

29-2=512-2 215-2=32768-2 0 27 1

 A 510 32766 107.0.128.1#

}

Для адреса 116.151.159.241 и маски подсети 255.255.248.0

255.248=11111111.11111000 

213-2=8192-2 211-2=2048-2 0 23 1

 A 8190 2046 116.0.8.1#

}

Для адреса 118.103.150.82 и маски подсети 255.224.0.0

224=128+64+32=11100000 

23-2=8-2 221-2=2097152-2 25 0 1

 A 6 2097150 118.32.0.1#

}

Для адреса 118.118.33.130 и маски подсети 255.255.224.0

255.224=255.128+64+32=11111111.11100000 

211-2=2048-2 213-2=8192-2 0 25 1

 A 2046 8190 118.0.32.1#

}

Появление глобальных сетей Тем не менее, потребность в соединении компьютеров, находящихся на большом расстоянии друг от друга, к этому времени вполне назрела. Началось все с решения более простой задачи - доступа к компьютеру с терминалов, удаленных от него на многие сотни, а то и тысячи километров. Терминалы соединялись с компьютерами через телефонные сети с помощью модемов. Такие сети позволяли многочисленным пользователям получать удаленный доступ к разделяемым ресурсам нескольких мощных компьютеров класса суперЭВМ.

Создание стандартных технологий локальных сетей В середине 80-х годов положение дел в локальных сетях стало кардинально меняться. Утвердились стандартные технологии объединения компьютеров в сеть - Ethernet, Arcnet, Token Ring. Мощным стимулом для их развития послужили персональные компьютеры. Эти массовые продукты явились идеальными элементами для построения сетей - с одной стороны, они были достаточно мощными для работы сетевого программного обеспечения, а с другой - явно нуждались в объединении своей вычислительной мощности для решения сложных задач, а также разделения дорогих периферийных устройств и дисковых массивов.

Вычислительные сети - частный случай распределенных систем Компьютерные сети, как отмечалось в самом начале, относятся к распределенным вычислительным системам. Поскольку основным признаком распределенной вычислительной системы является наличие нескольких центров обработки данных, то наряду с компьютерными сетями к распределенным системам относят также мультипроцессорные компьютеры и многомашинные вычислительные комплексы.

Под отказоустойчивостью понимается способность системы выполнять свои функции (может быть, не в полном объеме) при отказах отдельных элементов аппаратуры и неполной доступности данных. Основой повышенной отказоустойчивости распределенных систем является избыточность.


Стандарты кабелей локальной сети