рое важно в случае аналогового сигнала. Следовательно, цифровые сигналы принимаются
надежнее, их можно полностью восстановить, прежде чем они из-за затухания станут ни-
же порогового значения.
Подключение пользовательского оборудования к сети ISDN производится на одной из
двух стандартных скоростей [39]. Первая из них – «базовая» скорость (BRI – Basic Rate
Interface), а вторая – «первичная» (PRI – Primary Rate Interface). При передаче информации
по BRI в канале создаются три логических подканала, два из которых, называемые В-
каналами, предназначены для передачи «полезной» информации пользователя (в частности,
голоса). Каждый из В-каналов требует полосы пропускания 64 Кбит/с. Третий подканал,
называемый D-каналом, требует такой же полосы пропускания и используется прежде всего
для передачи служебной информации, которая определяет порядок обработки информации,
передаваемой по В-каналам. Иногда D-канал используется для передачи полезной инфор-
мации, его полоса пропускания равна 16 Кбит/с. Следовательно, общая полоса пропускания,
т. е. скорость передачи, соответствующая интерфейсу BRI, составляет 144 Кбит/с.
Большая полоса пропускания каналов, необходимая для построения сетей ISDM, яв-
ляется основным препятствием на пути их распространения, особенно в странах со слабо
("99") развитой инфраструктурой высокоскоростных каналов связи. Однако существуют меха-
низмы, позволяющие строить такие сети, более экономно используя полосу пропускания
каналов связи. Один из таких механизмов позволяет уплотнять В-каналы, используемые
для передачи голоса. При этом реализуется техника кодирования (преобразования акусти-
ческих сигналов в цифровой код), получившая название импульсно-кодовой модуляции
(ИКМ). В настоящее время техника кодирования голоса шагнула далеко вперед, обеспе-
чивая вполне приемлемое качество голосовой связи при гораздо меньшей полосе пропус-
кания (в одном из практических случаев голосовая информация, передаваемая по каждому
из В-каналов, сжимается и передается со скоростью 6,33 Кбит/с [20]).
Преобразование аналоговых сигналов в цифровые осуществляется различными ме-
тодами. Один из них – импульсно-кодовая модуляция (ИКМ).
По мнению специалистов [30], развитию сетей и технологий ISDN способствуют та-
кие факторы: либерализация и приватизация в области телекоммуникаций (это приводит в
появлению новых конкурентов и новых сетевых продуктов); сближение технологий ин-
форматизации, телекоммуникаций и отрасли развлечений (это положительно воздействует
на развитие кабельного телевидения, спутниковой связи и радиодоступа, при этом на пер-
вое место выходит задача обеспечения комплексности предоставления услуг связи); раз-
витие сети Internet; непрекращающийся рост сетей подвижной связи (эти сети растут зна-
чительно быстрее фиксированных сетей, причем наблюдается перераспределение трафика
– с фиксированных сетей на сети подвижной связи). Разное состояние этих факторов, вы-
("100") ступающих в роли движущих сил развития ISDN-сетей, приводит к различию стратегиче-
ских и тактических подходов в деле их внедрения в разных странах.
Сети и технологии ISDN предоставляют пользователям следующие основные ус-
луги: передача данных со скоростью 64 Кбит/с, передача речи в цифровом виде, теле-
текст, факс, видеосвязь. При использовании каждой из них абонент может воспользо-
ваться такими дополнительными услугами: организация замкнутых групп пользовате-
лей, организация конференцсвязи, предоставление сети своего номера или отказ на
предоставление и др.
Таким образом, сети ISDN, основной целью разработки которых было объединение в
одной сети трафиков цифровых телефонных сетей и компьютерных данных, в настоящее
время широко используются для решения задач по передаче информации в следующих
областях: телефония, передача данных, объединение ЛКС, доступ к глобальным компью-
терным сетям, интеграция различных видов трафика, передача трафика, чувствительного
к задержкам (звук, видео).
Технология АТМ (Asynchronous Transfer Mode – режим асинхронной передачи) яв-
ляется одной из самых перспективных технологий построения высокоскоростных сетей.
Она обеспечивает максимально эффективное использование полосы пропускания каналов
связи при передаче различного рода информации: голоса, видеоинформации, данных от
самых разных типов устройств – асинхронных терминалов, узлов сетей передачи данных,
локальных сетей и т. д. (к таким сетям относятся практически все ведомственные сети).
("101") Сети, в которых используется АТМ-технология, называются АТМ-сетями. Эффективность
АТМ-технологии заключается в возможности применения различных интерфейсов для
подключения пользователей к сетям АТМ.
Основные особенности АТМ-технологии [66].
1. АТМ – асинхронная технология, т. к. пакеты небольшого размера, называемые
ячейками (cells), передаются по сети, не занимая конкретных временных интервалов, как
это имеет место в В-каналах сетей ISDM.
2. Технология АТМ ориентирована на предварительное (перед передачей информа-
ции) установление соединения между двумя взаимодействующими пунктами. После уста-
новления соединения АТМ-ячейки маршрутизируют сами себя сами, поскольку каждая
ячейка имеет поля, идентифицирующие соединение, к которому она относится.
3. По технологии АТМ допускается совместная передача различных видов сигна-
лов, включая речь, данные, видеосигналы. Достигаемая при этом скорость передачи (от
155 Мбит/с до 2,2 Гбит/с) может быть обеспечена одному пользователю, рабочей группе
или всей сети. В АТМ-ячейке не предусматриваются позиции для определенных видов
передаваемой информации, поэтому пропускная способность канала регулируется путем
выделения полосы пропускания потребителю.
4. Поскольку передаваемая информация разбивается на ячейки фиксированного
размера (53 байта), алгоритмы их коммутации реализованы аппаратно, что позволяет уст-
ранить задержки, неизбежные при программной реализации коммутации ячеек.
("102") 5. АТМ-технология обладает способностью к наращиваемости, т. е. к увеличению
размера сети путем каскадного соединения нескольких АТМ-коммутаторов.
6. Построение АТМ-сетей и реализация соответствующих технологий возможны на
основе оптоволоконных линий связи, коаксиальных кабелей, неэкранированной витой па-
ры. Однако в качестве стандарта на физические каналы для АТМ выбран стандарт на оп-
товолоконные каналы связи синхронной цифровой иерархии SDH. Технология мультип-
лексирования и коммутации, разработанная для SDH, стала АТМ-технологией.
7. АТМ-технологии могут быть реализованы в АТМ-сетях практически любой то-
пологии, но оконечное оборудование пользователей подключается к коммутаторам АТМ
индивидуальными линиями по схеме «звезда».
Главное отличие АТМ-технологии от других телекоммуникационных технологий за-
ключается в высокой скорости передачи информации (в перспективе – до 10 Гбит/с), при-
чем привязка к какой-либо одной скорости отсутствует. Важным является и то обстоя-
тельство, что АТМ-сети совмещают функции глобальных и локальных сетей, обеспечивая
идеальные условия для «прозрачной» транспортировки различных видов трафика и дос-
тупа к услугам и службам взаимодействующих с сетью АТМ-сетей.
АТМ-технология допускает использование как постоянных (PVC), так и коммути-
руемых виртуальных каналов (SVC).
PVC представляет собой соединение (после предварительной настройки) между
взаимодействующими пользователями сети, которое существует постоянно. Устройства,
("103") связываемые постоянным виртуальным каналом, должны вести довольно громоздкие таб-
лицы маршрутизации, отслеживающие все соединения в сети. Следовательно, рабочие
станции, соединенные PVC, должны иметь таблицы маршрутизации всех остальных стан-
ций сети, что нерационально и может вызывать задержки в передаче.
Коммутируемые виртуальные каналы (SVC) позволяют устранить необходимость
ведения сложных таблиц маршрутизации и таким образом повысить эффективность
функционирования сети. Здесь соединение устанавливается динамически, при этом ис-
пользуются АТМ-маршрутизаторы. В отличие от традиционных маршрутизаторов, кото-
рые требуют физического подключения сетевого сегмента к каждому из своих портов, в
АТМ-маршрутизаторах используется не физическая архитектура с ориентацией на соеди-
нения, а виртуальная сетевая архитектура, ориентированная на протоколы. Такие маршру-
тизаторы необходимы и удобны для создания виртуальной сети, для которой характерной
является возможность переключения пользователей, находящихся в любой точке сети, с
одного сегмента на другой с сохранением виртуального адреса рабочей группы, что уп-
рощает администратору сети задачу учета изменений списка пользователей.
Совмещение разнородных телекоммуникационных сетей, построенных на базе раз-
личных технологий (Х.25, FR, IP и др.), для предоставления пользователям всего спектра
услуг в настоящее время возможно только при использовании технологии АТМ. Возмож-
ности этой технологии по совмещению различных ТСС возрастают, несмотря на их суще-
ственные различия, главные из которых состоят: в приспособленности к передаче разно-
("104") родной информации (данных, голоса, видеоинформации), возможности полного использо-
вания имеющейся полосы пропускания и адаптации к качеству каналов связи, в наличии и
качестве интерфейсного оборудования связи с другими сетями, в степени рассредоточен-
ности элементов сети, а также в степени распространенности в том или ином регионе.
Характеристика спутниковых сетей связи.В спутниковых системах связи используются антенны СВЧ – диапазона частот для
приема радиосигналов от передающих наземных станций и для ретрансляции этих сигна-
лов обратно на наземные станции. Большинство спутников используют гигагерцовый
диапазон 6/4 ГГц, некоторые работают в диапазоне 14/12 ГГц (первая цифра – частота ра-
боты по звену Земля – спутник, а вторая – частота работы по звену спутник – Земля). Спо-
собность спутника принимать и передавать сигналы обеспечивается специальным устрой-
ством – транспондером. Взаимодействие между абонентами осуществляется по цепи: або-
нентская станция (отправитель информации) – передающая наземная
радиотелеметрическая станция (РТС) – спутник – приемная наземная радиотелеметриче-
ская станция – абонентская станция (получатель информации). Одна наземная РТС об-
служивает группу близлежащих АС.
Для управления передачей данных между спутником и наземными РТС используют-
ся следующие способы.
1. Обычное мультиплексирование – с частотным разделением и временным разделе-
нием. В первом случае весь частотный спектр радиоканала разделяется на подканалы, ко-
("105") торые распределяются между пользователями для передачи любого трафика. Издержки
такого способа: при нерегулярном ведении передач подканалы используются нерацио-
нально; значительная часть исходной полосы пропускания канала используется в качестве
разделительной полосы для предотвращения нежелательного влияния подканалов друг на
друга. Во втором случае весь временной спектр делится между пользователями, которые
по своему усмотрению распоряжаются предоставленными временными квантами (слота-
ми). Здесь также возможно простаивание канала из-за нерегулярного его использования.
2. Обычная дисциплина «первичный/вторичный» с использованием методов и
средств опроса/выбора. В качестве первичного органа, реализующего такую дисциплину
управления спутниковой связью, чаще выступает одна из наземных РТС, а реже – спут-
ник. Цикл опроса и выбора занимает значительное время, особенно при наличии в сети
большого количества АС. Поэтому время реакции на запрос пользователя может оказаться
для него неприемлемым.
3. Дисциплина управления типа «первичный/вторичный» без опроса с реализацией
метода множественного доступа с квантованием времени. Здесь слоты назначаются пер-
вичной РТС, называемой эталонной. Принимая запросы от других РТС, эталонная станция
в зависимости от характера трафика и занятости канала удовлетворяет эти запросы путем
назначения станциям конкретных слотов для передачи кадров. Такой метод широко ис-
пользуется в коммерческих спутниковых сетях.
4. Равноранговые дисциплины управления. Для них характерным является то, что все
("106") пользователи имеют равное право доступа к каналу и между ними происходит соперниче-
ство за канал. В начале 1970-х годов Н. Абрамсон из Гавайского университета предложил
метод эффективного соперничества за канал между некоординируемыми пользователями,
названный системой ALOHA. Существует несколько вариантов этой системы: система,
реализующая метод случайного доступа (случайная ALOHA); равноранговая приоритет-
ная слотовая система (слотовая ALOHA ) и др.
К основным преимуществам спутниковых сетей связи относятся следующие:
• большая пропускная способность, обусловленная работой спутников в широком диа-
пазоне гигагерцовых частот. Спутник может поддерживать несколько тысяч речевых
каналов связи;
• обеспечение связи между станциями, расположенными на очень больших расстояниях,
и возможность обслуживания абонентов в самых труднодоступных точках;
• независимость стоимости передачи информации от расстояния между взаимодейст-
вующими абонентами (стоимость зависит от продолжительности передачи или объема
передаваемого трафика);
• возможность построения сети без физически реализованных коммутационных уст-
ройств, обусловленная широковещательностью работы спутниковой связи. Эта воз-
можность связана со значительным экономическим эффектом, который может быть
получен по сравнению с использованием обычной неспутниковой сети, основанной на
многочисленных физических линиях связи и коммуникационных устройствах.
("107") Недостатки спутниковых сетей связи:
• необходимость затрат средств и времени на обеспечение конфиденциальности переда-
чи данных, на предотвращение возможности перехвата данных «чужими» станциями;
• наличие задержки приема радиосигнала наземной станцией из-за больших расстояний
между спутником и РТС. Это может вызвать проблемы, связанные с реализацией ка-
нальных протоколов, а также временем ответа;
• возможность взаимного искажения радиосигналов от наземных станций, работающих
на соседних частотах;
• подверженность сигналов на участках Земля-спутник и спутник-Земля влиянию раз-
личных атмосферных явлений.
Для разрешения проблем с распределением частот в диапазонах 6/4 и 14/12 ГГц и
размещением спутников на орбите необходимо активное сотрудничество многих стран,
использующих технику спутниковой связи.
Локальные сети: особенности, типы и характеристики.Локальная компьютерная сеть представляет собой систему обмена информацией и
распределенной обработки данных, охватывающую небольшую территорию (этаж, зда-
ние, несколько соседних зданий) внутри предприятий и организаций, т. е. это система
взаимосвязанных и распределенных на фиксированной территории средств передачи, хра-
нения и обработки информации, ориентированных на коллективное использование обще-
сетевых ресурсов – аппаратных, программных, информационных. Такую сеть можно рас-
("108") сматривать как коммуникационную систему, которая поддерживает в пределах некоторой
ограниченной территории один или несколько высокоскоростных каналов передачи ин-
формации, предоставляемых подключенным абонентским системам для кратковременно-
го использования.
В обобщенной структуре ЛКС выделяются совокупность АС, серверов и комму-
никационная подсеть (КП). Основными компонентами ЛКС являются кабели с оконеч-
ным приемо-передающим оборудованием, рабочие станции (РС), серверы, сетевые
адаптеры, модемы, концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, мосты (их назна-
чение указано ниже).
Рабочие станции формируются на базе персональных компьютеров (ПК) и исполь-
зуются для решения прикладных задач, выдачи запросов в сеть на обслуживание, приема
результатов удовлетворения запросов, обмена информацией с другими РС.
Серверы сети – это аппаратно-программные системы, выполняющие функции
управления распределением сетевых ресурсов общего доступа, но могут работать и как
обычные АС. Сервер создается на базе более мощного ПК, чем для РС. В ЛКС может быть
несколько различных серверов для управления сетевыми ресурсами, однако всегда имеет-
ся один (или несколько) файл-сервер (сервер баз данных) для управления внешними ЗУ
общего доступа и организации распределенных баз данных (РБД).
Рабочие станции и серверы соединяются с кабелем коммуникационной подсети с
помощью интерфейсных плат-сетевых адаптеров (СА), основные функции которых: орга-
("109") низация приема-передачи данных из (в) РС, согласование скорости приема-передачи ин-
формации (буферизация), формирование пакета данных, параллельно-последовательное
преобразование кодов (конвертирование), кодирование/декодирование данных, проверка
правильности передачи, установление соединения с требуемым абонентом сети, организа-
ция собственно обмена данными. В ряде случаев перечень функций СА существенно уве-
личивается, и тогда они строятся на основе микропроцессоров.
К основным характеристикам ЛКС относятся следующие:
• длина общего канала связи;
• вид физической среды передачи данных (волоконно-оптический кабель, витая
пара, коаксиальный кабель);
• топология сети;
• максимальное число АС в сети;
• максимально возможное расстояние между РС в сети;
• максимальное число каналов передачи данных;
• максимальная скорость передачи данных;
• тип передачи сигналов (синхронный или асинхронный);
• способ синхронизации сигналов;__
• метод доступа абонентов в сеть;
• структура программного обеспечения сети;
• возможность передачи голоса, изображений, видеосигналов;
("110") • возможность связи ЛКС между собой и сетью более высокого уровня;
• возможность использования процедуры установления приоритетов при одновре-
менном подключении абонентов к общему каналу;
• условия надежной работы сети.
Типы ЛКС. Для деления ЛКС на группы используются определенные классификаци-
онные признаки [33].
По назначению ЛКС делятся на информационные (информационно-поисковые),
управляющие (технологическими, административными, организационными и другими
процессами), информационно-расчетные и другие.
По типам используемых в сети ЭВМ их можно разделить на неоднородные, где при-
меняются различные классы (микро-, мини-, большие) и модели (внутри классов) ЭВМ, а
также различное абонентское оборудование, и однородные, содержащие одинаковые мо-
дели ЭВМ и однотипный состав абонентских средств.
По организации управления однородные ЛКС разделяются на сети с централизован-
ным и децентрализованным управлением.
В сетях с централизованным управлением выделяются одна или несколько машин
(центральных систем или органов), управляющих работой сети. Диски выделенных ма-
шин, называемых файл-серверами или серверами баз данных, доступны всем другим ком-
пьютерам (рабочим станциям) сети. На серверах работает сетевая ОС. Рабочие станции
имеют доступ к дискам серверов и совместно используемым принтерам, но, как правило,
("111") не могут работать непосредственно с дисками других РС. Серверы могут быть выделен-
ными, и тогда они выполняют только задачи управления сетью и не используются как РС,
или невыделенными, когда параллельно с задачей управления сетью выполняют пользова-
тельские программы (при этом снижается производительность сервера и надежность ра-
боты всей сети из-за возможной ошибки в пользовательской программе, которая может
привести к остановке работы сети). Такие сети отличаются простотой обеспечения функ-
ций взаимодействия между АС ЛКС. В сетях с централизованным управлением большая
часть информационно-вычислительных ресурсов сосредоточена в центральной системе.
Если информационно-вычислительные ресурсы ЛКС равномерно распределены по
большому числу АС, централизованное управление мало эффективно из-за резкого увели-
чения служебной (управляющей) информации. В этом случае эффективными оказываются
сети с децентрализованным (распределенным) управлением, или одноранговые. В таких
сетях нет выделенных серверов, функции управления сетью передаются по очереди от од-
ной РС к другой. Рабочие станции имеют доступ к дискам и принтерам других РС. Это об-
легчает совместную работу групп пользователей, но производительность сети несколько
понижается.
По скорости передачи данных в общем канале различают:
− ЛКС с малой пропускной способностью (единицы и десятки мегабит в секунду), в
которых в качестве физической передающей среды используются обычно витая пара или
коаксиальный кабель;
("112") − ЛКС со средней пропускной способностью (десятки мегабит в секунду), в которых
используется также коаксиальный кабель или витая пара;
− ЛКС с большой пропускной способностью (сотни мегабит в секунду), где приме-
няются оптоволоконные кабели (световоды).
По топологии, т. е. конфигурации элементов в сети, ЛКС бывают с шинной тополо-
гией, кольцевой, звездообразной, смешанной (звездно-кольцевой, сегментированной).
Структура и функции программного обеспечения ЛКС.Программное обеспечение (ПО) ЛКС имеет иерархическую структуру, соответст-
вующую семиуровневой модели ВОС. Это существенно облегчает задачу стандартизации
ПО в соответствии с общепринятыми протоколами. Известно, что основная задача ЛКС −
обеспечение прикладных процессов, реализуемых АС сети. Выполнение прикладных про-
цессов обеспечивается средствами прикладных программ сети (ППС), которые реализуют
протоколы верхнего (прикладного) уровня модели ВОС и соответственно образуют верх-
ний уровень программной структуры ЛКС. Выполнение процессов взаимодействия, с по-
мощью которых осуществляется передача данных между прикладными процессами раз-
личных АС, производится средствами сетевых операционных систем, а также аппаратны-
ми средствами сети. Обычно программы СОС локальных сетей реализуют протоколы трех
верхних уровней модели ВОС: прикладного уровня (вместе с ППС), представительного и
сеансового. Протоколы нижних четырех уровней (транспортного, сетевого, канального и
физического) реализуются преимущественно аппаратными средствами, но в принципе
("113") процедуры этих уровней (кроме физического) могут быть реализованы программно сред-
ствами СОС.
Сетевые операционные системы. СОС − это система программных средств, управ-
ляющих процессами в сети и объединенных общей архитектурой, определенными комму-
никационными протоколами и механизмами взаимодействия вычислительных процессов
[34]. Они обеспечивают пользователям стандартный и удобный доступ к разнообразным
сетевым ресурсам и обладают высоким уровнем прозрачности, т. е. изолируют от пользова-
теля все различия, особенности и физические параметры привязки процессов к обрабаты-
ваемым ресурсам. Операционная система, управляющая работой ЛКС, является распреде-
ленной. Она распределяет все ресурсы сети между АС и организует обмен между ними.
Возможны следующие варианты структур СОС ЛКС:
а) каждая РС сети реализует все функции СОС, т. е. хранит в своей ОП резидентную
часть СОС и имеет доступ к любой нерезидентной части, хранящейся на внешних носителях;
б) каждая РС сети имеет копии программ только часто реализуемых функций СОС,
копии программ редко реализуемых функций имеются в памяти только одной (или не-
скольких) РС;
в) каждая РС сети выполняет определенный набор функций СОС, причем этот набор
является либо индивидуальным, либо некоторые функции будут общими для нескольких
РС. Основные функции СОС выполняются сервером сети.
Различия в структурах СОС обусловлены принятыми способами управления ЛКС
("114") (децентрализованное или централизованное управление). Отличительной особенностью
СОС ЛКС является наличие слоя операционных систем, обеспечивающего обмен инфор-
мацией между РС сети.
В сетях с централизованным управлением, т. е. типа «клиент-сервер», сетевая опера-
ционная система, называемая также ОС сервера, обеспечивает выполнение базовых функ-
ций, таких как поддержка файловой системы, планирование задач, управление памятью.
Сетевая операционная система и ОС рабочей станции абонентской системы могут быть не
совместимы, и тогда для обеспечения взаимодействия сервера и РС в рабочую станцию
вводится специальная программа, называемая сетевой оболочкой. Оболочка загружается в
оперативную память РС как резидентная программа. Она воспринимает прикладные за-
просы пользователей сети и определяет место их обработки − в локальной ОС станции
или в СОС на сервере. Если запрос должен обрабатываться в сети, оболочка преобразует
его в соответствии с принятым протоколом, обеспечивая тем самым передачу запроса по
нужному адресу.
В персональных компьютерах, используемых в качестве РС, применяются ОС с раз-
ной архитектурой и возможностями. Ядро ОС обычно дополняется набором сервисных
программ, с помощью которых осуществляется начальная разметка дисков, установка па-
раметров внешних устройств, тестирование оперативной памяти, выдача информации на
печать, стыковка с другими РС и т. д. Получило широкое распространение и фактически
стандартизировано несколько «семейств» операционных систем − СР/М, MSX, MS DOS,
("115") Windows, Unix, OS/2, ориентированных на определенные классы компьютеров.
Сетевые операционные системы обеспечивают выполнение обширных, но лишь об-
щих функций ЛКС (поддержка файл-сервера, обеспечение многопользовательской рабо-
ты, безопасности и секретности данных и т. д.), но они не могут самостоятельно реализо-
вать многочисленные прикладные процессы. Например, не все СОС имеют собственные
средства программирования электронной почты − одного из основных приложений ЛКС.
Поэтому важным требованием к большинству современных прикладных программных
средств является их способность работать в условиях локальных сетей, т. е. выполнять
функции прикладных программ сети (ППС).
В состав наиболее известных ППС входят:
− текстовые процессоры нового поколения (Word 97, Word 2000;
− пакеты электронных таблиц, или табличных процессоров (SuperCalc-5, Lotus 1-2-3
версии 2.01 и 3.0, Quatro Pro версия 3.0, Excel 7.0);
− СУБД (Access, dBASE – 4;5, CLIPPER – 5.0, Paradox 5.0 и др.);
− пакеты группового обеспечения (Notes, Offis Vision);
− пакеты электронной почты (Microsoft Mail);
− интегрированные пакеты (Sumphony, FrameWork);
− пакеты телесвязи для обеспечения передачи файлов между ПК (CROSSTALK,
SMARTTERM, SMARTCОM II, KERMIT).
Эти ППС должны обеспечивать возможность функционирования в сети определен-
("116") ного типа. В настоящее время более 90 % рынка объединились вокруг сетей Ethernet и
Token Ring. Именно к этим типам сетей приспосабливаются большинство разработчиков
сетевых программных средств.
На эффективность функционирования ЛКС оказывают влияние следующие основ-
ные факторы:
− уровень квалификации пользователей сети. ЛКС − человеко-машинная система,
поэтому выходной эффект ее функционирования определяется характеристиками всех
трех групп элементов − эргатических, неэргатических и производственной среды;
− качество и возможности СОС, особенно разнообразие и удобство административ-
ных средств для управления сетью и работы пользователей, использование общесетевых
ресурсов, зависимость производительности от количества РС в сети;
− топология сети и используемые в ней протоколы передачи данных;
− количество и возможности аппаратного обеспечения сети (в том числе возможно-
сти передающей среды по пропускной способности) и ППС;
– количество АС в сети, степень их активности, технология работы пользователей,
время на удовлетворение запросов пользователей;
− объем и технология использования информационного обеспечения (баз данных и
баз знаний);
− перечень предоставляемых услуг и их интеллектуальный уровень;
− средства и методы защиты информации в сети;
("117") − средства и методы обеспечения отказоустойчивости ЛКС;
− методы планирования распределенного вычислительного процесса;
− режимы функционирования сети.
Сетевое программное обеспечение, осуществляющее управление одновременной
обработкой информации в различных узлах сети, с точки зрения пользователей является
распределенной операционной средой (системой) [34], принципиальное отличие которой
от традиционных централизованных ОС заключается в необходимости применения
средств передачи сообщений между одновременно реализуемыми процессами и средств
синхронизации этих процессов. Параллельные вычислительные процессы могут возни-
кать между процессами: внутри одной задачи, в разных задачах, в задачах пользователя и
самой РОС.
Взаимодействие асинхронных параллельных процессов в сети, обеспечиваемое
РОС, включает три элемента: инициацию, завершение и синхронизацию. Процесс ини-
циируется и завершается путем посылки сообщения локальной операционной системе,
находящейся в другом узле сети. Процессы и сообщения дополняют друг друга: сообще-
ния инициируют выполнение процессов, а процессы вызывают посылку сообщений. Для
синхронизации процессов используется механизм событий. Она считается выполненной
корректно, если результат параллельных вычислений совпадает с результатом последова-
тельных вычислений.
Организация вычислительных процессов в ЛКС сопровождается планированием ис-
("118") пользования выделяемых ресурсов. Методы планирования отличаются большим многооб-
разием, что объясняется многообразием структуры, режимов работы и методов управления
ЛКС. В частности, выбор метода планирования тесно связан с режимом функционирования
ЛКС. Выделяются следующие режимы: однопрограммная (однозадачная) пакетная обра-
ботка, многопрограммная (многозадачная) пакетная обработка, однопрограммная мульти-
процессорная обработка (т. е. параллельная обработка одной программы на нескольких ком-
пьютерах сети), однопрограммная обработка в режиме разделения времени (многопользова-
тельские системы), многопрограммная обработка в режиме разделения времени,
многопрограммная мультипроцессорная обработка (универсальный режим работы сети).
Существуют два способа установления и обеспечения взаимосвязи ЛКС-удаленный
абонент, различающиеся используемыми для их реализации программно-аппаратными
средствами и степенью удобства для абонента [39].
Первый способ, называемый «удаленный клиент» или «удаленный вход в систему»
(remote login), реализуется путем подключения удаленного персонального компьютера
(УПК) к сети через коммутатор или мост, построенный на базе персонального компьюте-
ра. Связь между УПК и мостом осуществляется обычно по телефонному кабелю. Вход в
ЛКС происходит так, как будто УПК физически присоединен к сети.
Кроме простоты реализации, преимуществом этого способа является предоставле-
ние УПК полного комплекта переадресуемых дисководов. Следовательно, прикладные
программы могут использовать стандартные пути доступа к файлам программ и данных.
("119") Основной и существенный недостаток способа – его инерционность, большое время ре-
акции на запрос удаленного абонента из-за малой скорости передачи данных по телефон-
ной линии. Это особенно заметно, когда при реализации этого способа приходится пере-
мещать большие файлы и прикладные программы. Такой способ целесообразно исполь-
зовать, если основная масса прикладных программ выполняется локально на УПК, а к
сети обращение происходит только с целью передачи небольших файлов.
Второй способ, именуемый «передача экрана» (screen transfer), реализуется путем
подключения УПК к так называемому серверу доступа, который непосредственно под-
соединен к сети. Связь между УПК и сервером доступа – также по телефонному кабелю.
УПК осуществляет контроль над сервером доступа: по командам, набранным на своей
клавиатуре, он посылает запросы к серверу доступа и принимает на экране дисплея от-
ветные сообщения.
Серверы доступа обеспечивают удаленным абонентам дистанционный доступ к об-
щесетевым ресурсам. Они выполняют эту шлюзовую функцию с помощью программных
средств дистанционного управления. Будучи подключенным к ЛКС, сервер доступа по
запросу УПК может извлекать нужную прикладную программу с жесткого диска сетевого
сервера и выполнять ее с помощью своих собственных процессорных плат. Дисплеи
взаимосвязанных УПК и сервера доступа работают параллельно, позволяя нажатием кла-
виш на клавиатуре УПК управлять сервером доступа и обеспечивать вызов на экран УПК
той информации, которая отображается на экране сервера доступа. Посылая вызов серве-
("120") ру доступа, удаленные абоненты могут пользоваться услугами электронной почты, пере-
давать файлы, выводить данные на печатающее устройство сети, получать доступ к сер-
веру телефаксов для отправки факсимильной информации. Серверы доступа являются
хорошим средством для использования баз данных в режиме «клиент-сервер».
Такой способ присоединения УПК к ЛКС отличается малой инерционностью, так
как прикладные программы выполняются на подключенном к сети компьютере, где они
получают доступ к быстродействующим сетевым связям и ресурсам. Его целесообразно
использовать, когда прикладные программы удаленных абонентов хранятся в сети. Уда-
ленное выполнение этих программ уменьшает количество потоков данных, которые
должны передаваться по медленно действующим телефонным линиям. Передаются толь-
ко команды и изображения экранов с помощью программы передачи экрана.
В компьютерных сетях серверы доступа могут, как правило, обрабатывать запросы
от нескольких одновременно работающих УПК.
В составе современных СОС имеются программные компоненты, обеспечивающие
реализацию рассмотренных способов взаимодействия УПК и ЛКС. Это программы уда-
ленного доступа и программы удаленного управления, реализующие соответственно спо-
собы «удаленный клиент» и «передача экрана».
Характеристика сетевого оборудования ЛКС.Ниже рассматриваются наиболее массовые типы сетевого коммуникационного обо-
рудования ЛКС – кабельные системы, сетевые адаптеры, концентраторы, мосты и комму-
("121") таторы. Кроме кабельной системы, которая является протокольно независимой, все ос-
тальные типы по своему устройству и функциям существенно зависят от того, какой кон-
кретно протокол из числа рассмотренных выше в п. 10.2 в них реализован.
Кабельная система. Она составляет фундамент любой компьютерной сети и пред-
ставляет собой набор коммуникационных элементов (кабелей, разъемов, кроссовых пане-
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
