Сети и телекоммуникации

331

момент, если пользователь не запретил прием сообщений, все сообщения адми-

нистрации и других пользователей, хранимые в памяти ТВМ, передаются на его терминал. Если ТВМ не реализует протокол почтовой службы, то сообщения могут быть переданы пользователю только в течение сеанса работы, например в момент завершения обработки задания. До начала сеанса и в период выпол-

нения задания пользователь недоступен для почтовой службы и посылаемые ему сообщения должны храниться в памяти ЭВМ до тех пор, пока не будут за-

требованы.

Протоколы обработки графической информации

В дополнение к традиционным средствам обработки числовых и сим-

вольных данных функции ИТС могут быть расширены для передачи и вывода графической информации. Графическая информация вводится в ИТС с графи-

ческих дисплеев (сканеров), оснащенных «световым пером», специальных уст-

ройств для снятия графической информации с чертежей или формируется про-

граммами, представляющими результаты обработки данных в виде графиков,

схем и чертежей. Для вывода графической информации используются графиче-

ские дисплеи и графопостроители. Способ представления и передачи графиче-

ской информации в ИТС определяется с помощью протоколов передачи графи-

ческой информации и управления графопостроителями.

Рис. 22.7. Сопряжение графического дисплея с программами

332

Протокол передачи графической информации определяет способ управ-

ления графическими дисплеями при диалоговом режиме взаимодействия поль-

зователей со средствами обработки данных. Для подключения к сети графиче-

ских дисплеев разного типа используется протокол виртуального графического дисплея, устанавливающий язык представления графической информации и не зависящий от способа аппаратурной реализации дисплеев. Наиболее широко используются графические дисплеи растрового типа, в которых изображение синтезируется из строк, как в телевизионном кадре. При этом на экране ото-

бражается файл, состоящий из последовательностей битов для дисплеев с дву-

мя уровнями яркости или k-битных символов для дисплеев с 2k уровнями ярко-

сти и цветных дисплеев. Файл обновляется всякий раз, когда пользователь вы-

полняет операцию конструирования изображения с использованием клавиату-

ры дисплея, светового пера и программных средств или когда программа изме-

няет изображение, воспроизведенное на экране. Даже при незначительном из-

менении изображения возникает необходимость в передаче большого объема данных (105... 106 бит для 2000-строчных дисплеев) между программой обра-

ботки изображений и памятью дисплея. Чтобы избежать этого, изображение разделяют на сегменты и между дисплеем и программой передают только те сегменты, которые затронуты при изменении изображения. Таким образом, при обмене информацией между программой и дисплеем сегмент выступает в каче-

стве элемента данных.

Кроме того, протокол передачи графической информации вводит сово-

купность команд, необходимых для эффективного конструирования изображе-

ний. За счет использования аппаратно независимого протокола программы об-

работки графической информации становятся функционально ориентирован-

ными, и сопряжение дисплеев с программами производится по схеме, пред-

ставленной на рис. 22.7. Для обслуживания конкретного дисплея ТВМ, к кото-

рой он подключен, оснащается программным адаптером, функционирующим в соответствии с протоколом передачи графической информации и преобразую-

333

щим команды и фрагменты файла изображения в форму, соответствующую специфике дисплея.

Аналогичным образом решается задача сопряжения графопостроителей с программными средствами обработки графической информации. Для того что-

бы прикладные программы не зависели от типа графопостроителей, вводится

протокол управления графопостроителем — язык для управления процессами вывода графической информации, состоящий из совокупности команд. Коман-

ды формируются прикладными программами и передаются в процесс, управ-

ляющий графопостроителем. Процесс (соответствующая программа) преобра-

зует команды протокола в форму, соответствующую конкретному графопо-

строителю, обслуживаемому процессом.

Глава 23 Административное управление ИТС

Для управления ИТС создается служба административного управления.

Эта служба по своим функциям выше прикладного уровня, но реализуется со-

вокупностью специальных системных процессов, относимых к прикладному уровню 7 ЭМВОС. Административное управление реализуется операторами се-

ти, функции которых распространяются на отдельные составляющие сети (на-

пример, на ГВМ), ее области, включающие в себя близлежащие ЭВМ, узлы и каналы связи, а также на ИТС в целом. Работа операторов сети поддерживается ЭВМ и терминальным оборудованием, через которое вводятся команды управ-

ления и управляющая информация. На терминалах операторов ИТС отобража-

ется информация о состоянии сети и ее компонентов, необходимая для контро-

ля процессов функционирования сети и для принятия управленческих решений.

Для управления сетью специально выделяются административные ЭВМ, к ко-

торым подключаются терминалы операторов сети. Часть функций администра-

тивного управления возлагается на главные, терминальные и связные ЭВМ и реализуется соответствующими системными программами. Место размещения операторов и соответствующей аппаратуры называется центром администра-

тивного управления (ЦАУ).

Функции

Административная служба ИТС реализует следующие основные функ-

ции:

обслуживание операторов;

управление конфигурацией;

организацию технического обслуживания;

управление режимами функционирования;

учет использования ресурсов и сбор статистики.

335

Обслуживание операторов сети состоит в обеспечении доступа их к средствам административного управления. Каждое из средств реализуется со-

ответствующими программами, размещенными в ЭВМ ЦАУ и отчасти в ос-

тальных ЭВМ сети. С помощью специальных команд операторы могут выпол-

нять следующие действия: включать и отключать сеть; подключать и отклю-

чать системы и компоненты сети; получать информацию о состоянии сети и ее компонентов; контролировать работоспособность и диагностировать неисправ-

ность сети и ее компонентов; собирать статистику о работе сети. Эти команды инициируют соответствующие системные программы, реализуемые в админи-

стративных ЭВМ сети. Системные программы могут вступать во взаимодейст-

вие с системными программами, размещенными в других ЦАУ или ЭВМ сети.

Для этого используются стандартные средства установления соединений и пе-

редачи данных между процессами.

Управление конфигурацией сети сводится к подключению и отключению компонентов сети — каналов и узлов связи, а также рабочих ЭВМ (главных,

терминальных и переходных). Компонент подключается с использованием средств, содержащихся в нѐм, например, с помощью программы начальной за-

грузки и активизации сетевых процессов в ЭВМ. Если компонент не имеет соб-

ственных средств для хранения программ или микропрограмм, перед активиза-

цией необходимые программные средства передаются из других пунктов сети.

При активизации вводятся таблицы определения систем сети, устанавливаю-

щие общесетевые адреса и значения параметров функционирования (таблицы маршрутизации, размеры окон, число разрешений на передачу пакетов и др.).

Параметры в дальнейшем могут изменяться по командам операторов, оптими-

зирующих работу ИТС. Так, операторы сети имеют возможность изменять таб-

лицы маршрутизации при превышении допустимых уровней загрузки и помех в каналах, при отключении и отказах каналов и узлов связи и др. При отключе-

нии компонентов сети формируются предупреждения, по которым принимают-

ся меры для сохранения данных о прерываемых работах для завершения работ.

337

вам управления в узлах связи, уровневым средствам управления ЭВМ. Элемен-

ты в ответ на контрольные пакеты формируют эхо-пакеты, получение которых ЦАУ свидетельствует о работоспособности тракта контролируемого элемента.

Получаемая в процессе контроля информация позволяет диагностировать отка-

завший элемент. Этот же способ используется в ГВМ для контроля каналов пе-

редачи данных, связывающих ЭВМ с СПД.

Управление функционированием сети направлено на оптимизацию рабо-

ты сети за счет выбора параметров, наилучшим образом соответствующих те-

кущей конфигурации сети, нагрузке и требованиям к качеству обслуживания пользователей. Исходя из текущего состояния сети, операторы назначают па-

раметры, определяющие режим работы каналов, таблицы маршрутизации в уз-

лах связи, число разрешений на передачу пакетов для ЭВМ сети и др. Оптими-

зация может достигаться за счет передислокации программ и файлов между ГВМ.

Для учета используемых ресурсов сети главные ЭВМ и, иногда, узлы свя-

зи и терминальные ЭВМ оснащаются программными мониторами — измери-

тельными системами. Мониторы регистрируют виды и объем связных услуг, а

также процессорное время и емкость памяти, предоставляемые пользователю в каждом сеансе взаимодействия с сетью. Файлы, содержащие результаты изме-

рений, периодически и перед завершением рабочих периодов передаются из ЭВМ в ЦАУ, где обрабатываются для оценки объемов предоставленных ресур-

сов и начисления платы за их использование, а также для учета использования ресурсов вычислительной сети. На основе получаемых данных решаются зада-

чи развития ИТС: увеличения числа терминалов и контингента пользователей,

числа и мощности ЭВМ, пропускной способности СПД и др.

Организация

Для взаимодействия центров административного управления между со-

бой и с прочими системами сети используются общие для сети протоколы. В

рабочие системы на каждом уровне встроены средства, реализующие необхо-

338

димые процедуры административного управления: предоставление данных о состоянии уровня управления, прием значений параметров, влияющих на функционирование средств, эхо-контроль и др. На прикладном уровне в рабо-

чих системах выполняются процессы административного управления, которые могут взаимодействовать с ЦАУ, используя все услуги, предоставляемые транспортным интерфейсом. На эти процессы возлагается, в частности, регист-

рация объемов ресурсов, выделяемых главными ЭВМ и средствами связи для обслуживания прикладных процессов пользователей, а также обслуживание операторов локальной системы.

В ИТС с малым числом узлов административное управление осуществля-

ется из единственного центра. В крупномасштабных сетях функции управления распределяются между несколькими пунктами административного управления.

Среди пунктов выделяется ЦАУ, в который передается информация о состоя-

нии ИТС в целом.

РАЗДЕЛ III «ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБМЕНА В ЛОКАЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ»

Глава 24 Принципы построения ЛВС

Локальной называется вычислительная сеть, системы которой располо-

жены на небольшом расстоянии друг от друга. Как правило, локальные вычис-

лительные сети (ЛВС) объединяют в себе ЭВМ и другие устройства вычисли-

тельной техники, расположенные в одном помещении, здании или группе зда-

ний на расстоянии не более 1…2 км друг от друга. При таких расстояниях наи-

более эффективным средством связи между системами, объединяемыми в сеть,

является последовательный интерфейс. В последовательных интерфейсах в ка-

честве передающей среды используются витые пары металлических проводов,

коаксиальные и волоконно-оптические кабели, которые на расстояниях 103 м

обеспечивают высокую пропускную способность канала передачи данных от 1

до 1000 Мбит/сек. При столь высокой пропускной способности в большинстве случаев достаточно иметь единственный канал — моноканал, обслуживающий все системы ЛВС в режиме мультиплексирования. На основе моноканала стро-

ятся основные конфигурации сети (рис. 24.1) — магистральная (шинная), звѐз-

дообразной и кольцевая. В сетях с магистральной структурой данные, переда-

ваемые любой системой А-D, равнодоступны для остальных систем сети, то есть передача ведѐтся в широковещательном режиме. При звѐздообразной кон-

фигурации в качестве центрального узла может выступать ЭВМ или узел связи

(концентратор, hub), осуществляющий коммутацию данных между системами сети. В сетях с кольцевой структурой данные передаются в одном направлении,

указанном на рисунке стрелкой, в соседнюю систему сети, через которую они транслируются в следующую систему, и т.д.

В ЛВС могут использоваться и произвольная конфигурация связей между системами. Произвольная конфигурация обычно представляет собой объедине-