Компьютерные_сети_Лекции

ВВЕДЕНИЕ В АРХИТЕКТУРУ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ. ЛЕКЦИИ

правило, с участием локальной ОС. Один сервер может обслуживать запросы сразу нескольких клиентов.

Пара «клиент-сервер» предоставляющая доступ к конкретному типу

ресурса компьютера через сеть, образует сетевую службу.

Каждая служба связана с определенным типом сетевых ресурсов.

Например, модули клиента и сервера, реализующие удаленный доступ к

принтеру, образуют сетевую службу печати.

Файловая служба позволяет получить доступ к файлам, хранящемся на диске других компьютеров. Серверный компонент файловой службы

называют файл-сервером.

Для поиска и просмотра информации в Internet используется веб-

служба, состоящая из веб-сервера и веб-браузера. Разделяемым ресурсом в данном случае является веб-сайт – определенным образом организованный

набор файлов, содержащих связанную в смысловом отношении

информацию и хранящихся на веб-сервере (рис. 2.3).

Обмен сообщениями между клиентской и серверной частями веб-

службы выполняется по стандартному протоколу НТТР и никак не зависит от того, передаются ли эти сообщения от интерфейса одного компьютера к интерфейсу другого или через большое число транзитных коммутационных устройств. Вместе с тем, усложнение среды передачи сообщений приводит к возникновению новых дополнительных задач, на решение которых не был рассчитан простейший драйвер СК. Вместо него на взаимодействующих компьютерах должны быть установлены более развитые программные транспортные средства.

21

ВВЕДЕНИЕ В АРХИТЕКТУРУ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ. ЛЕКЦИИ

Рис. 2.3

2.2.2 Сетевая операционная система

Операционную систему компьютера часто определяют как взаимосвязанный набор системных программ, который обеспечивает эффективное управление ресурсами компьютера (памятью, процессором,

внешними устройствами, файлами и др.), а также предоставляет пользователю удобный интерфейс для работы с аппаратурой компьютера и разработки приложений. Говоря о сетевой ОС, необходимо расширить границы управления ресурсов за пределы одного компьютера.

Сетевой операционной системой называют операционную систему,

которая помимо управления локальными ресурсами предоставляет пользователям и приложениям возможность эффективного и удобного доступа к информационным и аппаратным ресурсам других компьютеров сети.

22

ВВЕДЕНИЕ В АРХИТЕКТУРУ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ. ЛЕКЦИИ

2.2.3 Сетевые приложения

Компьютер, подключенный к сети, может выполнять следующие типы приложений:

–локальные приложения целиком выполняются только на данном компьютере и используют только локальные ресурсы;

–централизованные сетевые приложения целиком выполняются на данном компьютере, но обращаются в процессе своего выполнения к

ресурсам других компьютеров сети;

– распределенные сетевые приложения состоят из взаимодействующих частей, каждая из которых выполняет какую-то законченную работу по решению прикладной задачи на отдельном компьютере сети.

Части распределенного приложения взаимодействуют друг с другом,

используя сетевые службы и транспортные средства ОС. Распределенное приложение в общем случае имеет доступ ко всем ресурсам сети.

23

ВВЕДЕНИЕ В АРХИТЕКТУРУ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ. ЛЕКЦИИ

Рис. 2.4

24

ВВЕДЕНИЕ В АРХИТЕКТУРУ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ. ЛЕКЦИИ

3.Коммутация каналов и пакетов.

Влекции 3 изучаются и сравниваются два основных типа

коммутации – коммутация каналов и коммутация пакетов. Исторически коммутация каналов появилась намного раньше коммутации пакетов и происходит от первых телефонных сетей. Невозможность динамического перераспределения пропускной способности физического канала является принципиальным ограничением сети с коммутацией каналов. Принцип коммутации пакетов был изобретен разработчиками компьютерных сетей.

При коммутации пакетов учитываются особенности компьютерного трафика. Однако достоинства и недостатки любой сетевой технологии относительны. Наличие буферной памяти в коммутаторах пакетных сетей позволяет эффективно использовать пропускную способность каналов пульсирующего трафика, но приводит к случайным задержкам в доставке пакетов, что является недостатком для трафика реального времени,

который традиционно передается с помощью техники коммутации каналов.

3.1Коммутация каналов

Вкачестве информационных потоков в сетях с коммутацией каналов

выступают данные, которыми обмениваются пары абонентов. Глобальным признаком потока является пара адресов (телефонных номеров) абонентов,

связанных между собой. Для всех возможных потоков заранее определяются маршруты, Маршруты в сетях с коммутацией каналов задаются либо «вручную» администратором сети, либо находятся автоматически с привлечением специальных аппаратных и программных средств. Маршруты фиксируются в таблицах, в которых признакам потока ставятся в соответствие идентификаторы выходных интерфейсов коммутаторов. На основании этих таблиц происходит продвижение и мультиплексирование данных.

25

ВВЕДЕНИЕ В АРХИТЕКТУРУ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ. ЛЕКЦИИ

Одной из особенностей сетей с коммутацией каналов является понятие элементарного канала.

Элементарный канал (или просто канал) – это базовая характеристика сети с коммутацией каналов, представляющая собой некоторое фиксированное значение пропускной способности в пределах данного типа сетей. Любая линия связи в сети с коммутацией каналов имеет пропускную способность, кратную элементарному каналу,

принятому для данного типа сети. Например, в традиционных телефонных сетях наиболее распространенным значением элементарного канала сегодня является скорость 64 Кбит/с – это минимально достаточная скорость для качественной цифровой передачи голоса.

Линии связи в сетях с коммутацией пактов имеют разную пропускную способность. Выбирая линии связи с разными скоростными характеристиками, проектировщики стараются учесть разную интенсивность информационных потоков, которые могут возникнуть в разных фрагментах сети – чем ближе к центру сети, тем выше пропускная способность линии связи, так как магистральные линии агрегируют трафик большого количества периферийных линий связи.

Особенностью сетей с коммутацией каналов является то, что пропускная способность каждой линии связи должна быть равна целому числу элементарных каналов. Линии связи подключающие абонентов к телефонной сети, могут содержать 2, 24 или 30 элементарных каналов, а

линии, соединяющие коммутаторы, – 480 или 1920 каналов.

Связь между абонентами, построенная путем коммутации

(соединения) элементарных каналов называется составным каналом.

Основными свойствами составного канала являются:

- составной канал на всем протяжении состоит из одинакового количества элементарных каналов;

26

ВВЕДЕНИЕ В АРХИТЕКТУРУ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ. ЛЕКЦИИ

-составной канал имеет постоянную и фиксированную пропускную способность на всем своем протяжении;

-составной канал создается временно на период связи двух абонентов;

-в течение всего сеанса абоненты могут посылать в сеть данные со скоростью, не превышающей скорость составного канала;

-после окончания сеанса связи элементарные каналы, входившие в соответствующий составной канал, объявляются свободными и возвращаются в пул распределяемых ресурсов для использования другими

абонентами.

Сети с коммутацией каналов наиболее эффективно передают пользовательский трафик в том случае, когда скорость его постоянна в течение всего сеанса связи и максимально соответствует фиксированной пропускной способности физических линий связи сети. Эффективность

27

ВВЕДЕНИЕ В АРХИТЕКТУРУ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ. ЛЕКЦИИ

работы сети снижается, когда информационные потоки, генерируемые абонентами, приобретают пульсирующий характер.

Для эффективной передачи неравномерного компьютерного трафика была специально разработана технология коммутации пакетов.

3.2 Коммутация пакетов

Важнейшим принципом функционирования сетей с коммутацией пакетов является представление данных, передаваемых по сети, в виде структурно отделенных друг от друга порций данных, называемых пакетами. Каждый пакет снабжен заголовком, в котором содержится адрес назначения и другая информация (длина поля данных, контрольная сумма и т.д.). Наличие адреса в каждом пакете является одним из важнейших особенностей технологии коммутации пакетов, так как каждый пакет может быть обработан независимо от других пакетов. Помимо заголовка у пакета может иметься еще одно дополнительное поле, размещаемое в конце пакета и называемое концевиком. В концевике обычно помещается контрольная сумма, которая позволяет проверить, будет ли искажена информация при передаче через сеть или нет.

28

ВВЕДЕНИЕ В АРХИТЕКТУРУ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ. ЛЕКЦИИ

29

ВВЕДЕНИЕ В АРХИТЕКТУРУ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ. ЛЕКЦИИ

30