34. Организация обмена информацией в сети.

Уровни взаимодействия в сети: 1. физический. Обеспечивает электрические, механические и функциональные характеристики подключения к каналам связи. На этом уровне обеспечивается также преобразование сигналов из аналоговых в дискретные и обратно; 2. канальный. Генерирует стартовый сигнал и организует начало передачи данных, проверяет полученную информация и исправляет ошибки, отключает канал при его неисправности и восстанавливает передачу после ремонта, генерирует сигнал окончания передачи и переводит канал в пассивное состояние. При обнаружении ошибки запрашивается ее перепередача. Для повышения скорости обмена данные сжимаются (эффективно кодируются); 3. сетевой. Выполняет маршрутизацию и адресацию информации, управляет потоками данных. По одному каналу могут передаваться данные от нескольких источников; 4. транспортный. Управляет в целом передачей данных от источника сообщения к получателю. Отвечает за стандартизацию обмена данными между программами, находящимися на разных компьютерах сети; 5. сеансовый. Организует и проводит сеанс связи между прикладными процессами, выполняемыми на компьютерах сети. Определяет правила диалога прикладных программ, рестарта, проверки прав доступа к сетевым ресурсам; 6. представительный. Интерпретирует и преобразует передаваемые между прикладными процессами данные к виду, удобному для прикладных процессов. Определяет форматы данных, алфавиты, коды представления специальных и графических символов; 7. прикладной. Выполняет прикладные программы и административное управление сетью.

Уровни 1 и 2 составляют нижнюю группу, непосредственно связанную с каналами связи. Уровни 3 и 4 прокладывают путь данным между отправителем и получателем сообщения и управляют передачей по этому пути. Уровни 5 – 7 связаны с организацией взаимодействия прикладных программ, с вводом, хранением, обработкой данных и выдачей результатов.

35. Требования, предъявляемые к сетям.

Главное требование к сетям: выполнение сетью ее основной функции — обеспечение возможности доступа к разделяемым ресурсам всех компьютеров, объединенных в сеть. Все остальные требования — производительность, надежность, расширяемость, масштабируемость, прозрачность, управляемость — связаны с качеством выполнения этой основной задачи.

1. Производительность — одно из основных свойств распределенных систем, к которым относятся компьютерные сети. Свойство обеспечивается распараллеливанием работ между несколькими компьютерами.

Существует несколько основных характеристик производительности сети:

• Время реакции.

• Пропускная способность.

• Задержка передачи.

В общем случае время реакции — интервал времени между возникновением запроса пользователя к какой-либо сетевой службе и получением ответа на этот запрос.

Пропускная способность — объем данных, переданных сетью в единицу времени.

Задержка передачи — задержка между моментом поступления пакета на вход сетевого устройства и моментом появления его на выходе устройства. Параметр близок по смыслу ко времени реакции, но отличается тем, что характеризует только сетевые этапы обработки данных, без задержек обработки компьютерами сети.

2. Надежность. Для оценки надежности сети применяется набор характеристик:

1) Коэффициент готовности — период времени, в течение которого система может использоваться. Готовность может быть повышена путем введения избыточности в систему: ключевые элементы системы должны существовать в нескольких экземплярах, чтобы при отказе одного из них функционирование системы обеспечивали другие.

2) Сохранность данных — защита от искажений.

3) Непротиворечивость/согласованность данных. Если для повышения надежности на нескольких серверах хранятся резервные копии, нужно постоянно обеспечивать их идентичность.

4) Вероятность доставки пакета без потерь, искажений, повреждений и т.п.

5) Отказоустойчивость — способность системы скрыть от пользователя отказ отдельных элементов. Если копии базы данных хранятся одновременно на нескольких серверах, пользователи могут не заметить отказа одного из них.

3. Безопасность — способность системы защитить данные от несанкционированного доступа.

4. Расширяемость — степень легкости добавления отдельных элементов сети, наращивания длины сегментов и замены существующей аппаратуры более мощной.

5. Масштабируемость — способность сети увеличивать свою производительность при добавлении ресурсов (обычно аппаратных). Важная характеристика сети, если для нее требуется возможность работать при большой нагрузке.

Масштабируемость — способность сети наращивать количество узлов и протяженность связей без потерь в производительности.

Масштабируемость — возможность наращивания дополнительных ресурсов без структурных изменений центрального узла системы.

6. Прозрачность — когда сеть представляется пользователям не как множество отдельных компьютеров, связанных между собой сложной системой кабелей, а как единая вычислительная машина. Лозунг компании Sun Microsystems «Сеть — это компьютер» говорит именно о такой прозрачной сети.

Прозрачность может быть достигнута на уровне пользователя и уровне программиста.

1) Прозрачность на уровне пользователя — для работы с удаленными ресурсами он использует привычные ему команды и процедуры, что и для работы с локальными ресурсами. Достигается проще, т. к. все особенности процедур, связанные с распределенным характером системы, маскируются от пользователя программистом, который создает приложение.

2) Прозрачность на уровне программиста — приложению для доступа к удаленным ресурсам требуются те же вызовы, что и для доступа к локальным ресурсам.

7. Управляемость — возможность централизованно контролировать основные элементы сети, выявлять и устранять проблемы, выполнять анализ производительности и планировать развитие сети. В идеале средства управления сетями представляют собой систему, осуществляющую наблюдение и контроль над каждым элементом сети — от простейших до самых сложных устройств, при этом такая система рассматривает сеть как единое целое, а не как разрозненный набор отдельных устройств.