Назначение и типы вычислительных комплексов

Вычислительный комплекс – это совокупность узлов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему.

Узел – любое устройство, непосредственно подключенное к передающей среде сети по каналам связи (например, другие ЭВМ или периферийные устройства типа принтеров, сканеров и проч.). У узла в сети минимум 2 адреса – физический (для оборудования) и логический (для пользователя). Узлы обмениваются сообщениями (целостными последовательностями данных).

Вычислительные сети используются для:

• Предоставления доступа к программам, оборудованию и данным для любого пользователя сети (совместное использование ресурсов).

• Обеспечения высокой надежности хранения данных в нескольких местах, что позволяет уменьшить возможность потери информации.

• Обработки данных, хранящихся в сети.

• Передачи данных между удаленными друг от друга пользователями.

Классификация сетей по виду технологии передачи:

1. Широковещательные (общий канал связи, который используется всем узлами; сообщения передаются сразу всем пользователям). Пример: телевидение.

2. Последовательная (сообщение передается только по одному узлу). Пример: электронная почта.

Сети по размеру бывают:

• Локальные (соединяют пользователей в одном здании или на одной территории). Пример: сеть в учебном кабинете.

• Региональные (соединяют несколько предприятий или город). Пример: сеть кабельного телевидения.

• Глобальные (охватывают большую территорию, такую как страну или целы континент и представляют собой совокупность сетей меньшего размера). Пример: Интернет.

По иерархии (по принципу построения) сети классифицируются на:

1. Одноранговые (соединяют равноправные узлы; в такой сети не более 10 узлов).

2. Сети на основе выделенного сервера (имеют спец. узел – сервер, который хранит данные и раздает их другим узлам по запросам).

31. Назначение и типы компьютерных сетей.
Вычислительная сеть (информационно-вычислительная сеть) – это совокупность узлов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему.
Узел – это любое устройство, непосредственно подключенное к передающей среде сети. Узлами могут быть не только ЭВМ, но и сетевые периферийные устройства, например, принтеры.
Вычислительные сети имеют следующие характеристики.
1. Производительность – это среднее количество запросов пользователей сети, исполняемых за единицу времени. Производительность зависит от времени реакции системы на запрос пользователя. Это время складывается из трех составляющих:
- времени передачи запроса от пользователя к узлу сети, ответственному за его исполнение;
- времени выполнения запроса в этом узле;
- времени передачи ответа на запрос пользователю.
2. Пропускная способность – это объем данных, передаваемых через сеть ее сегмент за единицу времени (трафик).
3. Надежность – это среднее время наработки на отказ.
4. Безопасность – это способность сети обеспечить защиту информации от несанкционированного доступа.
5. Масштабируемость – это возможность расширения сети без заметного снижения ее производительности.
6. Универсальность сети – это возможность подключения к сети разнообразного технического оборудования и программного обеспечения от разных производителей.
Вычислительные сети используются в следующих целях:
1) предоставление доступа к программам, оборудованию и данным для любого пользователя сети; эта цель называется совместным использованием ресурсов;

2) обеспечение высокой надежности хранения источников информации; хранение данных в нескольких местах позволяет избежать их потерю, в случае их удаления в одном из мест;
3) обработка данных, хранящихся в сети;
4) передача данных между удаленными друг от друга пользователями.

32Состав и основные характеристики компьютерных сетей.
В состав компьютерных сетей входят технические, программные и информационные средства. То есть компьютерную сеть можно рассматривать как систему с распределенными по территории аппаратурными, программными и информационными ресурсами. Технические средств – это ЭВМ различных типов (от микро до суперЭВМ); системы передачи данных, включая каналы связи, модемы и сетевые адаптеры для подключения ЭВМ к линиям связи; а также шлюзы, распределители, маршрутизаторы и другое сетевое оборудование.
Качество работы сети характеризуют следующие свойства: производительность, надежность, совместимость, управляемость, защищенность, расширяемость и масштабируемость.
Существуют два основных подхода к обеспечению качества работы сети. Первый - состоит в том, что сеть гарантирует пользователю соблюдение некоторой числовой величины показателя качества обслуживания. При втором подходе (besteffort) сеть старается по возможности более качественно обслужить пользователя, но ничего при этом не гарантирует.
К основным характеристикам производительности сети относятся: время реакции, которое определяется как время между возникновением запроса к какому-либо сетевому сервису и получением ответа на него; пропускная способность, которая отражает объем данных, переданных сетью в единицу времени, и задержка передачи, которая равна интервалу между моментом поступления пакета на вход какого-либо сетевого устройства и моментом его появления на выходе этого устройства.
Для оценки надежности сетей используются различные характеристики, в том числе: коэффициент готовности, означающий долю времени, в течение которого система может быть использована; безопасность, то есть способность системы защитить данные от несанкционированного доступа; отказоустойчивость - способность системы работать в условиях отказа некоторых ее элементов.
Расширяемость означает возможность сравнительно легкого добавления отдельных элементов сети (пользователей, компьютеров, приложений, сервисов), наращивания длины сегментов сети и замены существующей аппаратуры более мощной.
Масштабируемость означает, что сеть позволяет наращивать количество узлов и протяженность связей в очень широких пределах, при этом производительность сети не ухудшается.
Прозрачность - свойство сети скрывать от пользователя детали своего внутреннего устройства, упрощая тем самым его работу в сети.
Управляемость сети подразумевает возможность централизованно контролировать состояние основных элементов сети, выявлять и разрешать проблемы, возникающие при работе сети, выполнять анализ производительности и планировать развитие сети.
Совместимость означает, что сеть способна включать в себя самое разнообразное программное и аппаратное обеспечение.

33виды топологий компьютерных сетей
Топология кольцо предусматривает соединение узлов сети замкнутым контуром и
используется для построения сетей, занимающих сравнительно небольшое пространство.
Выход одного узла сети соединяется с входом другого. Информация по кольцу
передаются от узла к узлу в одном направлении. Каждый промежуточный узел
ретранслирует посланное сообщение. Принимающий узел распознает и получает только
адресованное ему послание.
Топология кольцо
Последовательная организация обслуживания узлов сети снижает ее
быстродействие, а выход из строя одного из узлов приводит к нарушению
функционирования кольца.
Топология шина представляет собой последовательное соединение узлов между
собой. Данные распространяются по шине в обе стороны. В каждый момент времени
передачу может вести только один узел, поэтому производительность сети зависит только
от количества узлов в сети. Сообщение поступает на все узлы, но принимает его только
тот узел, которому оно адресовано. Узлы не перемещают сообщение, поэтому выход из
строя одного узла не приводит к нарушению функционирования сети.95
Переход к ОГЛАВЛЕНИЮ
Топология шина
Топология звезда базируется на концепции центрального узла, через который вся
информация ретранслирует, переключает, маршрутизирует (находит путь от источника к
приемнику) информационные потоки в сети.
В качестве центрального узла выступает концентратор (хаб, hub). Концентраторы
выполняются в виде отдельных устройств с 8, 16, 24 или 48 портами, к которым
подключаются ЭВМ. При получении пакета в одном из портов концентратор
широковещательно передает его на все остальные порты. Узлы анализируют адрес
получателя пакета и, если он предназначен им, то получают его, иначе игнорируют его.
Концентраторы могут быть трех типов:
1) пассивные: только соединяющие сегменты сети;
2) активные: это пассивные концентраторы, усиливающие сигналы, увеличивая
расстояние между узлами;
3) интеллектуальные: это активные концентраторы, выполняющие
маршрутизацию.
Также центральным узлом сети может быть коммутатор (switch). В отличие от
концентратора, это телекоммуникационное устройство пересылает принятый пакет не
широковещательно на все порты, а адресату. Адресат определяется по адресу,
содержащемуся в пакете. В результате такой передачи повышается общая пропускная
способность сети.
Данная топология значительно упрощает взаимодействие узлов сети друг с
другом. В то же время работоспособность локальной вычислительной сети зависит от
центрального узла