Операционные системы/Терминальные комплексы, компьютерные сети

Материал из eSyr's wiki.

Перейти к: навигация, поиск

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:

Изображение:Term compl.jpg

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:

  1. 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).
  2. Дуплексные каналы - каналы, которые обеспечивают одновременную передачу информации в двух направлениях (например, телефонный разговор, мы одновременно можем и говорить и слушать).
  3. 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

  1. Сеть может состоять из большого числа связанных узлов, каждый из которых обеспечивает решение определённых задач
  2. Компьютерная сеть предполагает возможность распределения обработки информации
  3. 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
  4. 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
Личные инструменты
Разделы