Операционные системы/Терминальные комплексы, компьютерные сети
Материал из eSyr's wiki.
(Новая: == Терминальные комплексы == Исторически, одним из первых примеров многомашинных ассоциаций являлись ...) |
(Новая: == Терминальные комплексы == Исторически, одним из первых примеров многомашинных ассоциаций являлись ...) |
Текущая версия
Содержание |
[править] Терминальные комплексы
Исторически, одним из первых примеров многомашинных ассоциаций являлись терминальные комплексы.
Терминальный комплекс – многомашинная ассоциация, предназначенная для организации массового доступа удаленных и локальных пользователей к ресурсам некоторой вычислительной системы.
При этом, к примеру, возможно использование терминальных комплексов для сбора и централизованной обработки информации (например, обработка результатов переписи населения или выборов) или для массового доступа удаленных пользователей к информации, размещенной в вычислительной системе (например, доступ пользователей к электронной библиотеке или система бронирования и продажи авиа или железнодорожных билетов). Временем появления подобных задач является конец 50-х – начало 60-х годов 20 века.
Структура терминального комплекса:
Терминальный комплекс может включать в свой состав
- основную вычислительную систему – систему, массовый доступ к ресурсам которой обеспечивается терминальным комплексом;
- локальные мультиплексоры – аппаратные комплексы, предназначенные для осуществление связи и взаимодействия вычислительной системы с несколькими устройствами через один канал ввода/вывода, в общем случае возможна схема M x N, где M – число обслуживаемых мультиплексором устройств, N число используемых для организации работы каналов ввода/вывода (M > N);
- локальные терминалы – оконечные устройства, используемые для взаимодействия пользователей с вычислительной системой (это могут быть алфавитно-цифровые терминалы, графические терминалы, устройства печати, вычислительные машины, эмулирующие работу терминалов и т.п.) и подключаемые к вычислительной системе непосредственно через каналы ввода/вывода или через локальные мультиплексоры;
- модемы – устройства, предназначенные для организации взаимодействия вычислительной системы с удаленными терминалами с использованием телефонной сети. В функцию модема входит преобразование информации из дискретного, цифрового представления, используемого в вычислительной технике в аналоговое представление, используемое в телефонии и обратно (в общем случае модем это устройство, предназначенное для взаимного преобразования данных из различных форм представления, например, могут быть оптические модемы, преобразующие данные из цифрового формата в оптический, предназначенный для передачи по оптоволоконным линиям связи). Со стороны вычислительной системы модем подключается либо через канал ввода/вывода, либо через мультиплексор.
- удаленные терминалы – терминалы, имеющие доступ к вычислительной системе с использованием телефонных линий связи и модемов.
- удаленные мультиплексоры – мультиплексоры, подключенные к вычислительной системе с использованием телефонных линий связи и модемов.
Телефонная сеть состоит из набора телефонных станций, объединенных друг с другом линиями связи. Связь абонентов телефонной станции, в том числе и связь удаленных терминалов с вычислительной системой осуществляется с использованием коммутируемого канала, либо по выделенным каналам. Суть соединения через коммутируемый канал заключается в том, что при нескольких звонках к одному и тому же абоненту, раз от раза маршруты коммутации (т.е. набор проводов, по которым идет сообщение) отличаются друг от друга, за счет того, что каждый раз выбираются свободные каналы в телефонных станциях по пути соединения. После завершения сеанса связи между абонентами коммутируемый канал освобождается. При использовании выделенного канала маршрут коммутации между абонентами фиксируется на период аренды выделенного канала. Достоинства/недостатки использования коммутируемых и выделенных каналов очевидны.
Линия связи, которая связывает один удаленный терминал с компьютером, называется линией связи типа точка-точка. Таким образом эта линия может быть либо выделенной (мы договариваемся с телефонными станциями и фиксируем коммутацию), либо коммутируемой. Канал может быть многоточечным. При этом на входе находится удаленный мультиплексор. Многоточечные каналы также могут быть либо выделенными, либо коммутируемыми.
С точки зрения организации потоков информации можно выделить следующие разновидности каналов:
- Симплексные каналы - каналы, по которым передача информации ведется в одном направлении (например, телевизионный канал – обеспечивает передачу информации только в одном направлении от передающей антенны к принимающей).
- Дуплексные каналы - каналы, которые обеспечивают одновременную передачу информации в двух направлениях (например, телефонный разговор, мы одновременно можем и говорить и слушать).
- Полудуплексные каналы - каналы, которые обеспечивают передачу информации в двух направлениях, но в каждый момент времени только в одну сторону (подобно рации).
Одним из примеров терминального комплекса может быть система NASDAQ (National Association of Securities Dealers Automated Quatation), построенная в 60-70-х годах 20 века и предназначенная для сбора и передачи сообщений о курсах акций на бирже. Система была построена на использовании мощной, по тем временам, вычислительной машины Univac-1108 и значительного числа терминалов (несколько тысяч), установленных в биржевых конторах по всей территории США.
[править] Компьютерные сети
Компьютерная сеть — объединение компьютеров (вычислительных систем), взаимодействующих через коммуникационную среду.
Коммуникационная среда — каналы и средства передачи данных.
Составляющие компьютерной сети:
- Абонентские или основные компьютеры — хосты
- Коммуникационные или вспомогательные компьютеры (шлюзы, маршрутизаторы, …)
[править] Cвойства компьютерных сетей
- Сеть может состоять из большого числа связанных узлов, каждый из которых обеспечивает решение определённых задач
- Компьютерная сеть предполагает возможность распределения обработки информации
- Расширяемость сети, то есть компьютерная сеть должна обеспечивать развитие сети по протяжённости, по расширению пропускной способности каналов, по составу и производительности узлов, входящих в состав сети
- Возможность применения симметричных интерфейсов обмена информации внутри сети, позволяющих произвольным образом распределять функции внутри сети
[править] Модели построения компьютерной сети
Традиционно используется три модели:
- Сеть коммутации каналов
- Сеть коммутации сообщений
- Сеть коммутации пакетов
Сообщение — логически целостная порция данных, имеющая произвольный размер
[править] Сеть коммутации каналов
Взаимодействие абонентов осуществляется сеансами связи. Сеанс связи состоит из обмена сообщениями между абонентами (компьютерами сети). Сеть коммутации пакетов обеспечивает выделение коммуникаций абонентам на весь сеанс связи.
Преимущества:
- После установления соединения сеть находится в состоянии готовности
- Требования к коммуникационному оборудованию минимальны
- Минимизируются накладные расходы по передаче данных
- Детерминированная пропускная способность
Недостатки:
- Требование избыточности сети
- Период ожидания соединения (канала) недетерминирован
- Неэффективное использование выделенного канала
- В случае сбоя или отказа повторная передача информации
[править] Сеть коммутации сообщений
Сети, которые оперируют терминами не сеанса связи, а передачи сообщений.
Преимущества:
- Отсутствие занятости канала на недетерминированный промежуток времени
Недостатки:
- Так как сообщения могут быть произвольного размера, то это приводит к необходимости наличия средств буферизации неопределённой мощности, то есть сеть имеет недетерминированные характеристики
- Необходимость в дорогостоящем коммуникационном оборудовании и ПО
- Необходимость повтора передачи сообщения в случае сбоя передачи
[править] Сеть коммутации пакетов
Сети коммутации пакетов появилась как решение для использования ненадёжных линий связи. Каждое сообщение разбивается на блоки фиксированного размера, которые называются пакетами. Каждый пакет имеет заголовок, в котором обеспечиваются средства сохранения информации, указывается адресат информации, а также указания для восстановления сообщения из пакетов. Каждая машина пытается от пакета избавится (принцип горячей картошки).
Преимущества:
- Так как известна топология сети и характеристики её элементов, то возможно определение требований в коммутационных узлах => возможна оценка размера буфера и времени доставки пакетов
Недостатки:
- Увеличение трафика из-за наличия заголовочной информации
- Проблема сборки пакетов
