Міжпроцесна взаємодія в локальній обчислювальній мережі (реферат)

Реферат на тему:

Міжпроцесна взаємодія в локальній обчислювальній мережі.

Модульна структура локальної мережі.

Важливою характеристикою локальної мережі є швидкість передачі
інформації. В ідеальному варіанті при відсиланні і отриманні даних через
мережу час відгуку повинен бути таким же, як і при роботі з особистим
персональним комп’ютером користувача, а не з якогось місця поза ним у
мережі. Це вимагає швидкості передачі даних від 1 до10 Мбіт/с і більше.

Поряд з цим локальні мережі повинні не тільки швидко передавати
інформацію, але і легко адаптуватися до нових умов, мати гнучку
архітектуру, яка дозволяла б розташовувати автоматизовані робочі місця
(або робочі станції) там, де це потрібно. Користувач повинен мати
можливість встановлювати нові або переносити існуючі робочі місця або
інші пристрої мережі, а також, від’єднувати їх у випадку необхідності
без переривань роботи мережі. Задоволення перерахованих вимог
досягається модульною побудовою локальної мережі, яка дозволяє будувати
комп’ютерні мережі різної конфігурації і з різними можливостями.
Основними фізичними компонентами локальних комп’ютерних мереж є: кабелі,
робочі станції, інтерфейсні плати мережі, сервери мережі.

Кожен пристрій локальної мережі під’єднується до кабелю передачі даних,
що дозволяє їм взаємодіяти. Під’єднуючі кабелі можуть бути
різноманітними: від найпростіших двожильних телефонних до дорогих
волоконно-оптичних. Пристрої мережі з’єднуються кабелями за допомогою
інтерфейсних плат. Специфічними компонентами локальної обчислювальної
мережі є сервери. Вони виконують функції управління розподілом мережних
ресурсів загального доступу. Сервери — це апаратно-програмні системи.
Апаратним засобом, звичайно, є достатньо потужній персональний
комп’ютер, міні-ЕОМ, велика ЕОМ або комп’ютер, спеціально спроектований
як сервер. Локальна мережа може мати декілька серверів для управління
мережними ресурсами, але завжди повинен бути один або більше файл —
серверів чи серверів баз даних. Сервер управляє зовнішніми
запам’ятовуючими пристроями загального доступу і дозволяє формувати
потрібні бази даних. У випадку файл — серверу кожній під’єднаній робочій
станції забезпечується доступ до цілого файлу баз даних. Це зокрема
означає, що робота відбувається із всіма записами в конкретній базі
даних, а не тільки з потрібними. Тобто по мережі на конкретну робочу
станцію передається повна база даних, хоча цьому користувачу був
потрібний лише один чи декілька записів з багатьох. Все це може
призвести до непотрібного перевантаження локальної обчислювальної
мережі. Сервер баз даних працює в таких випадках набагато продуктивніше,
тому що він обробляє лише ті записи, з якими працює користувач в даний
момент часу.

Способи передачі даних в локальних обчислювальних мереж.

Для передачі даних в мережі використовуються такі основні способи:

Комутація каналів. Мережа комутації каналів працює так, що вона
встановлює весь шлях із з’єднаних ліній від відправника до адресата. Цей
повний шлях встановлюється з допомогою спеціальних повідомлень
сигналізації, які самі прокладають собі шлях по мережі і займають канали
після їх проходження. Після встановлення шляху сигнали повідомляють
джерело про можливість починати передачу, і всі канали цього шляху
пізніше використовуються одночасно. Весь шлях залишається зв’язаним цією
передачею (незалежно від того чи використовується він чи ні), і тільки
після того коли один з абонентів звільнює ланцюжок зв’язку — всі канали
звільняються. Основною перевагою методу комутації каналів є можливість
використання широко розгалуженої системи телефонних каналів. Наприклад,
описаний метод використовується в телефонії.

Комутація повідомлень. При комутації повідомлень у визначений момент
часу використовується тільки один канал для даної передачі (між двома
сусідніми вузлами комутації, а між двома наступними — інший канал).
Повідомлення спочатку передається від джерела до другого вузла на його
шляху; після прийому повідомлення цим вузлом вибирається наступний вузол
в напрямі адресата у відповідності з маршрутизацією. Якщо канал
зайнятий, тоді повідомлення очікує черги і передача продовжується після
звільнення каналу. Таким чином, при передачі по мережі з проміжним
збереженням, повідомлення перестрибує через ділянки мережі від одного
вузла до іншого, використовуючи в кожен момент часу тільки один канал.
Для нормальної роботи мережі і ефективного використання каналів
вимагається велика кількість пристроїв проміжного запам’ятовування.
Класичним прикладом є телеграфна мережа і системи електронної пошти.

Комутація пакетів. Метод комутації пакетів нагадує метод комутації
повідомлень, з тою різницею, що повідомлення розбиваються на частини
(пакети), кожен з яких має встановлену максимальну довжину. Ці пакети
нумеруються і помічаються деякою адресою (як і при комутації
повідомлень) і прокладають собі шлях по мережі (методом передачі з
проміжним зберіганням), яка їх комутує. Таким чином, множина пакетів
одного повідомлення може передаватися одночасно, що є найбільшою
перевагою цього методу. Приймач здійснює зшивку повідомлення з пакетів у
відповідності з їх нумерацією і відправляє його адресату. Завдяки
можливості не нагромаджувати повідомлення цілком у вузлі мережі при
передачі не вимагається додаткових пристроїв запам’ятовування.

Порівняльна таблиця можливостей способів передачі даних.

Таблиця SEQ Таблица \* ARABIC 1

Порівняльні характеристики розглянутих способів передачі даних приведені
в таблиці 1.

№ Параметри передачі даних Комутація каналів Комутація повідомлення
Комутація пакетів

1 Швидкість передачі Найбільша Найменша Середня

2 Надлишковість Найменша Середня Найбільша

3 Можливість діалогу Є Нема Є

4 Затримка встановлення з’єднання Найбільша Середня Найменша

5 Використання каналу Найкраще Середнє Найгірше

6 Потреба в проміжній пам’яті Відсутня Велика Обмежена

7 Імовірність відмови через зайнятість каналу Найбільша Найменша Середня

8 Можливість роботи абонентів з різними швидкостями і типами терміналів
Ні Є Є

Поняття про розподілені та взаємодіючі процеси в локальних мережах.

Сьогодні робочими станціями в локальних мережах є, як правило,
персональні комп’ютери. Окремі користувачі (різні посадові особи
підрозділів фірми) використовують на робочих станціях свої прикладні
системи, які є визначеними функціональними задачами або комплексами
задач (функціональними підсистеми). Виконання довільної функціональні
задачі пов’язано з поняттям обчислювального процесу або просто процесу.
Такі територіально розподілені та взаємодіючі процеси в локальних
мережах можуть бути реалізовані на основі одної з двох глобальних
концепцій:

перша встановлює довільні зв’язки між процесами без функціонального
середовища між ними;

друга визначає зв’язки тільки через функціональне середовище.

Очевидно, що в першому випадку процес А користувача відповідає за
правильність розуміння іншого процесу В, зв’язаного в даний момент з
процесом А. Для забезпечення правильної взаємодії процесів необхідно
мати в складі операційних систем засоби теледоступу до кожного із
з’єднуваних процесів та достатні ресурси. Оскільки передбачити такі
засоби на всі види процесів нереально, то процеси в локальній
обчислювальній мережі з’єднуються за допомогою функціонального
середовища, що забезпечує виконання визначеного переліку правил —
протоколів зв’язку процесів.

Багаторівнева модель міжпроцесних взаємодій.

Реалізація розподільчої служби зв’язку передбачає кооперацію між
складовими системами, а правила, які регулюють такі операції, складають
протокол. В моделі міжпроцесних взаємодій між окремими системами можна
виділити декілька взаємонезалежних рівнів, на яких проводиться
узгодження процесів обміну інформацією. Стандартами передбачається
семирівнева модель архітектури мережі — базова еталонна модель взаємодії
відкритих систем (OSI). Проте на практиці, зокрема в мережі Internet,
число цих рівнів менше. Основними з них є:

Прикладний рівень (application) — в його компетенції знаходяться
функції, пов’язані з організацією міжпроцесних взаємодій. Прикладний
рівень містить прикладне забезпечення користувача та необхідне
управління і забезпечує загальні базові функції (електронна пошта,
обробка текстів і редагування, передача файлів і доступ до них, ввід і
обробка інформації); спеціальні проблемно-орієнтовані функції
(інформаційний пошук, управління базами даних, робота з електронними
таблицями) та загальні службові функції (приєднання користувача до
прикладення, перевірка санкціонованості доступу, доступ до довідкових
даних).

Рівень представлення (presentation) забезпечує незалежність прикладних
процесів від різних форм представлення даних і містить засоби
перетворення даних, форматів і кодів, виконуючи наступні функції:
синтаксичні та форматні перетворення символів, керуючих знаків, типів і
полів даних, сторінок екранів; структурні перетворення синтаксичного та
семантичного типів, необхідних як для доступу до файлів, так і для
управління форматами відображень, графічними атрибутами.

Сеансний рівень (session) забезпечує механічну організацію і формування
структури взаємодій між прикладними процесами. Такий механізм зокрема
дозволяє реалізувати двостороннє одночасне або двостороннє почергове
функціонування процесів. Він також формує надійне управління сеансами
зв’язку між двома користувачами за допомогою таких функцій: управління
початком і завершенням сеансу; управління взаємодією між процесами;
управління взаємодією користувачів і прикладних програм; підтримку
інтерфейсу з транспортним рівнем.

Транспортний рівень (transport) забезпечує прозору передачу даних між
кінцевими системами та розмежування засобів формування і передавання
даних у мережі. Пов’язує нижні апаратно залежні рівні з верхніми, що
повністю реалізується програмними засобами. Реалізує функції запиту та
індикації з’єднання та роз’єднання, запис передачі даних.

Мережний рівень (network) забезпечує незалежність від методів передачі
даних і від функцій ретрансляції та маршрутизації даних. Він проводить
маршрутизацію повідомлень, контроль помилок, мультиплексування і
управління потоками даних; визначає, яка частина повідомлень або пакетів
може надходити від передавального вузла до прийомного.

Канальний рівень (data link) забезпечує функціонування мережного рівня,
а також виправлення помилок, що виникають на фізичному рівні. Канальний
рівень проводить доставку пакетів повідомлень з одного вузла мережі до
іншого та визначає необхідні для цього керуючі процеси протоколу. Його
функціями є кадрова синхронізація (визначення початкової та кінцевої
точки повідомлень), адресація (визначення адреса приймального вузла),
виявлення помилок, управління каналами передачі даних. Канальний рівень
реалізується апаратними та програмними засобами. Канальний та фізичний
рівні визначають такі характеристики мережі, як швидкість передачі
даних; топологію; метод доступу; вартість передачі одиниці інформації.

Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 1 Структура з’єднань

електромеханічних з’єднань. Функціями цього рівня є кодування,
декодування даних, повідомлення канального рівня про спотворення сигналу
при його виявленні, повідомлення про прийом даних, запит даних про
передавання по канальному рівню, прийом від канального рівня повідомлень
про передачу даних, завершення передачі даних і запиту на їх видачу.

Протокол передачі даних TCP-IP .

Протокол — це набір угод і правил, які визначають тип, фізичні сигнали,
їх послідовність в часі, алгоритми прийому, контролю і передачі
повідомлень, а також склад службової інформації самих повідомлень. На
основі розбиття процесу передачі на описаних рівнях формуються
різноманітні протоколи передачі даних. Найвідоміший і найпоширеніший —
TCP-IP. Він містить тисячі окремих протоколів для узгодження процесу
прийому-передачі на всіх рівнях. Реалізація протоколів зв’язку між
процесами локальної обчислювальної мережі, як правило, передбачає
використання принципу пакетної комутації для обміну інформацією між
взаємодіючими процесами. При пакетній комутації інформація перед
передачею розбивається на сегменти (блоки). Ці сегменти у вигляді
пакетів визначеної довжини містять крім інформації користувача деяку
службову інформацію, призначену для ідентифікації пакетів і виявлення
помилок передачі. Оскільки при передачі інформації по довгому ланцюжку
не виключені збої, дані розбиваються на IP-пакети (IP — Internet
Protocol — міжмережний протокол), розміром від 1 до 60.000 байт. Кожен
такий пакет передається автономно, тобто втрата або пошкодження його при
передачі не впливає на передачу решти даних. IP-пакет містить в собі
TCP-пакет (Transmition Control Protocol — протокол контролю передачі), в
якому міститься службова інформація, в тому числі про те, як конкретний
кусок інформації приєднати до решти, щоб з отриманих IP-пакетів знову
отримати файл (одиницю зберігання інформації), а також контрольне число,
по якому ведеться перевірка неушкодження інформації. Якщо виявлено
пошкоджений пакет, здійснюється повторна його передача.

На основі протоколу IP побудовано ціле сімейство протоколів (більше 100)
старшого рівня TCP/IP. Найнижчий рівень із них має власне протокол IP —
третій рівень — пакетний. У цьому випадку два нижніх рівні складали
протоколи локальної мережі Ethernet. TCP/IP, розроблений для мережі
DARPA згідно замовлення департаменту оборони США в 1970 році, був
частиною експерименту в галузі міжмережної взаємодії — взаємодії різних
типів мереж і комп’ютерних систем. Вперше TCP/IP був використаний в
ARPANET в 1983 році. До початку 90-х років став фактично стандартом.
Зараз протоколи TCP/IP широко використовуються в цілому світі для
об’єднання комп’ютерів в мережу INTERNET. Більша частина комп’ютерів в
INTERNET зв’язана по протоколу TCP/IP.

Цифрові мережі інтегрального обслуговування (ISDN-Integrated Services
Digital Network) розглядаються як найближче майбутнє мереж загального
користування. Для передачі даних не потрібний буде модем, тому що в
цифровій мережі модуляція аналогового сигналу не потрібна, замість нього
комп’ютер для доступу буде мати адаптер ISDN.

Протоколи X25 і IP для аналогових каналів.

Нині діючі системи зв’язку (телефонна мережа, мережа X-25, IP-мережі)
працюють, як правило, на аналогових каналах. Це означає, що для
під’єднання комп’ютера до мережі, він повинний бути оснащений пристроєм
перетворення цифрових даних в аналогові сигнали. Для під’єднання до
телефонної мережі таким пристроєм є модем, для під’єднання до мереж X-25
і IP — адаптер відповідної мережі. Ці адаптери, хоча і рідко, але іноді
теж називають модемами X-25 і IP-модемами.

При необхідності два абоненти (байдуже чи це телефонні апарати чи
комп’ютерні модеми) по мережі з’єднуються через телефонну станцію (АТС)
після дзвінка. Після моменту з’єднання утворений канал зв’язку
одноосібно захоплює певні ресурси телефонної мережі. При цьому не
важливо, що по цьому каналі передається і з якою інтенсивністю:
енергоспоживання витрачається лише на підтримку каналу. Тому
обслуговуюча телефонна мережа організація не бере гроші за кількість
переданих кілобайт, а тільки за час з’єднання. Обсяги інформації може
враховувати інформаційна служба, що посилає вам інформацію.

Мережі на основі протоколів X25 — це інший тип мереж з комутацією
пакетів. Кожний комп’ютер такої мережі сполучений із вузлом комутації
(центральний комп’ютер), тому одночасно є стільки каналів зв’язку,
скільки комп’ютерів залучено до вузла комутації. Спочатку інформація
комплектується в послідовність пакетів, які посилаються з комп’ютера в
мережу. Наприклад, у мережі X25 максимальний розмір пакету 1024 байта, у
IP-мережі -576 байт (пакет там називається дейтаграмою — datagram, він є
біт — орієнтованим і його розмір визначається в бітах). У кожному пакеті
є адресна частина. Вузол комутації пакетів на кожній адресній лінії
користуючись адресою продовжує пересилання пакетів. Ресурс мережі
комутації пакетів витрачається тільки при передачі пакетів. Передача з
інших комп’ютерів у завантаженій мережі при цьому може затримуватися.
Логічно, що у такій мережі гроші беруть за обсяги переданої інформації.

Протокол X25 описує інтерфейс між комп’ютером і апаратурою синхронної
передачі даних у мережу загального доступу на трьох нижніх рівнях
протоколів обміну в класифікації OSI. Найнижчий рівень протоколів —
фізичний (стандартизація на рівні сигналів), другий рівень протоколів
описує процедури встановлення зв’язку, і третій рівень — мережний
(network), іноді його називають “пакетним“ рівнем, тому що протоколи
цього рівня описують формати пакетів. Оскільки стандарт X25 описує
тільки три нижніх рівні протоколів, це дає можливість будувати на основі
X25 велику кількість мереж передачі даних, електронної пошти і т.д. Він
працює в основному на лініях телеграфного зв’язку.

Список літератури.

Автоматизированные информационные технологии в экономике. Под. ред.
Г.А.Титоренко — М. Компьютер ЮНИТИ, 1998, — 336 с.

Бердтис А. Структуры данних. — М.: Статистика, 1974, — 408 с.

Блек Ю. Сети ЭВМ : протоколы, стандарты, интерфейсы. -М.: Мир, 1980.

Бойко В.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных
систем. -М.: Финансы и статистика, 1992.

Бойков.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных
систем. М. Мир 1997.

Боэм Б.У. Инженерное программирование для проектирования программного
обеспечения. -М.: Радио і связь, 1985, -512с.

Брябрин В.М. Программное обеспечение персональных ЭВМ. — М.: Наука,
1988.

Васильев В.Н. Организация, управление и экономика гибкого
интегрированного производства в машиностроении. – М.: Машиностроение,
1986. –312 с.

Вершинин О.В. Компьютер для менеджера. — М.: Высшая школа, 1990.

Вычислительные машины, системы и сети/ Под ред. А.П.Пятибратова. — М.:
Финансы и статистика, 1991.

Герасименко В.А. Защита информации в автоматизированных системах
обработки данных. — В 2-х кн. — М.: Энергоатомиздат, 1994.

Гершгорин Л.Г. Что такое АРМ бухгалтера. — М.: Финансы и статистика,
1988.

р

і

в

н

і

Фізичні засоби з’єднання

Прикладний процес 2

Прикладний процес 1

Фізичний

Канальний

Мережний

Транспортний

Сеансний

Представницький

Прикладний

Фізичний

Канальний

Мережний

Транспортний

Фізичний

Канальний

Мережний

Транспортний

Сеансний

Представницький

Прикладний

Фізичний

Канальний

Мережний

Транспортний

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *