Вычислительные сети частный случай распределенных систем.
ВС относятся к распределенным вычислительным системам. Поскольку основным признаком распределенной Выч.сист. является наличие нескольких центров обработки данных, то наряду с ВС к распределенным сетям относятся также мультипроцессорные ПК и многомашинные вычислительные комплексы.
Мультипроцессорные ПК имеют несколько процессоров. Каждый из которых может относительно независимо от остальных выполнять свою программу. В мультипроцессоре существует общая для всех процессоров ОС, которая оперативно распределяет вычислительную нагрузку между процессорами. Взаимодействие между отдельными процессорами осуществляется через общую оперативную память. Сам по себе процессорный блок не является законченным компьютером и поэтому не может выполнять программы без остальных блоков мультипроцессорного компьютера: периферийных устройств, памяти. Все его блоки, как правило, расположены территориально в одном корпусе.
Основное достоинство высокая производительность, которая достигается за счет параллельной работы нескольких процессоров, наличия общей памяти. Также высоким достоинством является высокая отказоустойчивость. При отказе производительность снижается, но не до нуля.
Многомашинная система – это ВК, включающий в себя несколько ПК, а также программные и аппаратные средства связей, обеспечивающих работу всех ПК как единого целого. В состав системы входят программные модули занимающиеся распределением вычислительной нагрузки, синхронизацией вычислений и реконфигурированием системы. Если происходит отказ одного из ПК, его задачи автоматически передаются другим ПК. Это касается и внешних устройств, что позволяет повысить отказоустойчивость. Т.е. имеет место горячее резервирование. В тоже время возможности параллельной обработки здесь ниже, если необходим тесный обмен данными обмен происходит через общие многовходовые периферийные устройства. Не обеспечивается и территориальная распределенность, т.к. расстояние между ПК определяется длинной связи между процессорными блоками и дисковой системой. Здесь программные и аппаратные связи существенно более слабые.
Вычислительные сети
В ВС программные и аппаратные связи являются еще более слабыми, а автономность обрабатывающих блоков проявляется в наибольшей степени. Основными узлами ВС являются стандартные ПК не имеющие ни каких общих блоков, но связанные между собой с помощью периферийных устройств – сетевых адаптеров, соединенных относительно протяженными каналами связи. Каждый ПК работает под управлением своей ОС, а какая либо общая ОС, распределяющая работу между ПК отсутствует.
Разделение локальных ресурсов каждого ПК между пользователями сети - основная цель создания ВС.
Взаимодействие происходит за счет передачи сообщений через сетевые адаптеры и каналы связи. С помощью этих сообщений один ПК запрашивает доступ к локальным ресурсам другого. Такими ресурсами могут быть как данные, хранящиеся на диске, так и разнообразные периферийные устройства: принтер, модем, факс и т.д.
Для осуществления взаимодействия ПК ВС необходимо также еще некоторые добавления к ОС этих компьютеров. На тех ПК, ресурсы которых должны быть доступны всем пользователям ВС, необходимо добавить модули, которые будут находиться в режиме ожидания запросов, поступающих по сети от других ПК. Обычно такие модули называются программными серверами (server), так как их основная задача - обслуживать (serve) запросы на доступ к ресурсам своего компьютера. На ПК, пользователи которых хотят получить доступ к ресурсам других ПК, также нужно добавить специальные программные модули которые вырабатывают запросы на доступ к удаленным ресурсам и передавать их по сети на нужный ПК. Такие модули обычно называют программными клиентами (client).
Сетевые адаптеры и каналы связи решают задачу передачи сообщений (физический уровень). Основную задачу по организации использования ресурсов выполняют клиентские и серверные части ОС. При обращении к определенному типу ресурсов говорят, что пользователь имеет дело со службой (service). Обычно, сетевая ОС поддерживает несколько видов сетевых служб – файловую службу, службу печати, службу электронной почты, службу удаленного доступа и т.д.
Термин «клиент» и «сервер» используется не только для обозначения программных модулей, но и ПК, подключенных к ВС. Если ПК предоставляет, то он сервер, ресурсы потребляет – клиент. Иногда и то и другое.
Распределенные программы
Сетевые службы всегда представляют собой распределенные программы. Распределенная программа – это программа, которая состоит из нескольких взаимодействующих частей, причем каждая выполняется на отдельном ПК сети.
В сети могут выполнять и распределенные пользовательские программы - приложения. Распределенное приложение также состоит из нескольких частей, каждая из которых выполняет определенную законченную работу по решению прикладной задачи. Один ПК поддерживает графику, второй проводит статобработку, третий заносит результаты в СУБД. Распределенные приложения в полной мере используют потенциальные возможности распределенной обработки, предоставляемой ВС, и поэтому называются сетевыми приложениями.
Не все приложения, выполняемые в сети являются сетевыми, а выполняются целиком на одном ПК. Но и такие приложения могут использовать преимущество сетевых служб, например хранение данных на файловом сервере.
Несмотря на то, что создание распределенных сетевых приложений сулит много преимуществ: уменьшение сетевого трафика, специализация компьютеров, и сегодня лишь небольшое число приложений является распределенным (необходимо решать большое число проблем: на сколько частей разбить, какие функции возложить на части, как организовать взаимодействие).