Шлюзи (gateway)

Вимоги, пропоновані до сучасних обчислювальних мереж 1. Продуктивність.Існує кілька основних характеристик продуктивності мережі:1.     час реакції;2.     пропускна здатність;3.     затримка передачі.Час реакції визначається як інтервал часу між виникненням запиту користувача до якої-небудь мережної служби й одержанням відповіді на цей запит.Очевидно, що значення цього показника залежить від типу служби, до якої звертається користувач, від того, який користувач і до якого сервера звертається, а також від поточного стану елементів мережі – завантаженості сегментів, комутаторів і маршрутизаторів, через які проходить запит, завантаженості сервера й т.п.Пропускна здатність відбиває обсяг даних, переданих мережею або її частиною в одиницю часу.Пропускна здатність виміряється або в бітах у секунду, або в пакетах у секунду. Пропускна здатність може бути миттєвої, максимальної й середньої.Середня пропускна здатність обчислюється шляхом розподілу загального обсягу переданих даних на час їхньої передачі, причому вибирається досить тривалий проміжок часу – година, день або тиждень.Миттєва пропускна здатність відрізняється від середньої тем, що для усереднення вибирається дуже маленький проміжок часу – наприклад, 10 мс або 1 с.Максимальна пропускна здатність – це найбільша миттєва пропускна здатність, зафіксована протягом періоду спостереження.Затримка передачі визначається як затримка між моментом надходження пакета на вхід якого-небудь мережного пристрою або частини мережі й моментом появи його на виході цього пристрою. Цей параметр продуктивності за змістом близький до реакції мережі, але відрізняється тим, що завжди характеризує тільки мережні етапи обробки даних, без затримок обробки комп’ютерами мережі.Пропускна здатність і затримки передачі є незалежними параметрами, так що мережа може володіти, наприклад, високою пропускною здатністю, але вносити значні затримки при передачі кожного пакета.2. Надійність і безпека Для оцінки надійності використовується:Коефіцієнт готовності означає частку часу, протягом якого система може бути використана. Готовність може бути поліпшена шляхом введення надмірності в структуру системи: ключові елементи системи повинні існувати в декількох екземплярах, щоб при відмові одного з них функціонування системи забезпечували інші.Іншим аспектом загальної надійності є безпека (security), тобто здатність системи захистити дані від несанкціонованого доступу.Ще одною характеристикою надійності є відмовостійкість (fault wrance). У мережах під відмовостійкостю розуміється здатність системи сховати від користувача відмову окремих її елементів. В відмовостійкій системі відмова одного з її елементів приводить до деякого зниження якості її роботи, а не до повного останову.3. Розширюваність і масштабованістьРозширюваність (extensibility) означає можливість порівняно легкого додавання окремих елементів мережі (користувачів, комп’ютерів, додатків, служб), нарощування довжини сегментів мережі й заміни існуючої апаратури більш потужною. При цьому принципово важливо, що легкість розширення системи іноді може забезпечуватися в деяких досить обмежених межах.Масштабованість (scalability) означає, що мережа дозволяє нарощувати кількість вузлів і довжину зв’язків у дуже широких межах, при цьому продуктивність мережі не погіршується. Для забезпечення масштабованості мережі доводиться застосовувати додаткове комунікаційне устаткування й спеціальним образом структурувати мережу.4. ПрозорістьПрозорість (transparency) мережі досягається в тому випадку, коли мережа представляється користувачам не як безліч окремих комп’ютерів, зв’язаних між собою складною системою кабелів, а як єдина традиційна обчислювальна машина із системою поділу часу. Прозорість може бути досягнута на двох різних рівнях – на рівні користувача й на рівні програміста. На рівні користувача прозорість означає, що для роботи з вилученими ресурсами він використовує ті ж команди й звичні йому процедури, що й для роботи з локальними ресурсами. На програмному рівні прозорість полягає в тім, що додатку для доступу до вилучених ресурсів потрібні ті ж виклики, що й для доступу до локальних ресурсів. 5. КерованістьКерованість мережі має на увазі можливість централізовано контролювати стан основних елементів мережі, виявляти й розв’язувати проблеми, що виникають при роботі мережі, виконувати аналіз продуктивності й планувати розвиток мережі. В ідеалі засоби керування мережами являють собою систему, що здійснює спостереження, контроль і керування кожним елементом мережі – від найпростіших до самих складних пристроїв, при цьому така система розглядає мережу як єдине ціле, а не як розрізнений набір окремих пристроїв. 6. СумісністьСумісність означає, що мережа здатна містити в собі найрізноманітніше програмне й апаратне забезпечення, тобто в ній можуть співіснувати різні операційні системи, що підтримують різні стеки комунікаційних протоколів, і працювати апаратні засоби й додатки від різних виробників. Мережа, що складається з різнотипних елементів, називається неоднорідної або гетерогенної, а якщо гетерогенна мережа працює без проблем, то вона є інтегрованою. Основний шлях побудови інтегрованих мереж – використання модулів, виконаних відповідно до відкритих стандартів і специфікацій.

Віртуальна машина - це конкретний екземпляр деякого обчислюваного середовища ("віртуального комп'ютера"), створеного за допомогою спеціального програмного інструменту. Зазвичай такі інструмменти дозволяють створювати і запускати довільну кількість віртуальних машин, яка обмежується лише фізичними ресурсами реального комп'ютера.

Інструмент для створення віртуальної машини - це звичайна програма, яка встановлюється на реальну операційну систему. Ця реальна операційна система називається "головною", або хостовою, ОС.

Всі задачі по управлінню віртуальними машинами виконує спеціальний модуль в складі програми віртуальної машини (ВМ) - монітор віртуальних машин(МВМ). Монітор грає проміжну роль між віртуальною машиною і базовим обладнанням, підтримуючи виконання всіх створених ВМ на єдиній апаратній платформі та забезпечуючи їх надійну ізоляцію.

Користувач не має повноцінного доступу до монітора віртуальних машин. В більшості програмних продуктів йому надається лише графічний інтерфейс для створення і налаштувань віртуальних машин. Цей інтерфейс зазвичай називають консолью віртуальних машин.

"Всередині" віртуальної машини користувач встановлює, як і на реальному комп'ютері операційну систему. Така ОС, яка належить конкретній ВМ, називається гостьовою(guest OS). Перелік підтримуваних ОС являється однією з найбільш головних характеристик віртуальної машини. Найбільш потужні сучасну віртуальні машини підтримують близько десятка популярних версій операційних систем із сімейства Windows, Linux, та MacOS.

Використання технологій віртуальної машини дозволяє одночасно запускати на одному фізичному комп’ютері декілька операційних систем. Іноді буває досить складно навіть встановити дві різні ОС на один комп’ютер. Для цього може знадобитися виконати досить складний алгоритм дій.

Віртуальні машини часто використовують для освоєння нової операційної системи. Користувач може швидко перемикатися між різними ОС для отримання потрібних відомостей.

Під час роботи в середовищі конкретної системи може знадобитися запустити додаток, розроблене для іншої ОС. На перезавантаження комп’ютера і завантаження іншої системи може знадобитися багато часу. Використання віртуальної машини може значно прискорити цей процес.

Ще одна поширена сфера застосування віртуальних машин — перевірка певних програм на предмет загрози. Набагато безпечніше запускати програму в середовищі віртуальної машини, ніж працюючи в основної операційної системи. Варто зазначити, що використання ВМ надає можливість швидкого обміну даними між активними системами.

Розробники програмного забезпечення, призначеного для роботи з широким спектром операційних систем, досить часто використовують віртуальні машини. Це дозволяє практично миттєво перевірити працездатність окремих функцій програмного забезпечення в кількох системах.

Досить часто певні види віртуальних машин використовують для управління кластерами. В даному випадку під цим словом мається на увазі сукупність комп’ютерів, об’єднаних в єдину схему для виконання спільних завдань. Віртуальну машину досить просто перенести з одного комп’ютера на інший. Установка і повне налаштування нової операційної системи займає незрівнянно більше часу.

У широкому значенні відкритою системою може бути названа будь-яка система  (комп'ютер, обчислювальна мережа, ОС, програмний пакет, інші апаратні і  програмні продукти), яка побудована відповідно до відкритих специфікацій.