Информационно-вычислительные системы и сети Сетевой уровень Стек TCP/IP Взаимодействие с транспортной сетью Сервис сеансового уровня. Стандарты, протоколы, средства реализации

Информационно-вычислительные системы и сети

Иерархические сети
При повышенных требованиях к этим характеристикам более подходящими являются двухранговые сети (иерархические, с выделенным сервером), где сервер лучше решает задачу обслуживания пользователей своими ресурсами, так как его аппаратура и сетевая операционная система специально спроектированы для этой цели.

Физическая структура транспортной станции для вычислительной сети

В общем случае транспортная станция (ТС) включает в себя аппаратные и программные средства, реализующие транспортную и коммуникационную машины (службы), и выступает в качестве основного коммутационного узла вычислительной сети, выполняющего функции коммутации пакетов (сообщений) и имеющая ряд специализированных процессоров и адаптеров для передачи данных по различным типам линий (каналов) связи.

ТС является базовым компонентом вычислительной сети, обеспечивающим передачу информации, коммутацию пакетов между любыми ЭВМ этой сети. Она также обеспечивает сборку-разборку сообщений, поступающих к ЭВМ, объединенной с транспортной станцией общим полем внешней памяти и единым сетевым адресом. Для реализации возложенных на нее задач транспортная станция выполняет функции транспортного, сетевого, канального и физического уровня, определяемые эталонной моделью взаимодействия открытых систем (ЭМВОС) международной организации стандартизации (МОС).

Транспортная станция выполняет также шлюзовые функции, т.е. межсетевые преобразования данных в случаях организации межсетевого обмена в рамках ассоциации вычислительных (транспортных) сетей, построенных на разных принципах.

Ниже рассматривается возможный вариант (пример) физической структуры транспортной станции (см. рис. 8.24). 

Особое значение уделяется модульному принципу ее построения. При рассмотрении

вопросов ее построения считается, что в вычислительных сетях имеет место пакетная коммутация, протоколы взаимодействия процессов и протоколы передачи данных транспортного и сетевого уровней едины для всех сетей ЭВМ, входящих в ассоциацию (см. рис. 8.4). Различия могут иметь место в зависимости от физической среды передачи только на уровне протоколов управления информационным и физическим каналом.

Предполагается, что TC рассматриваемой физической структуры может быть использована в Единой сети ЭВМ страны, имеет в зависимости от конфигурации пропускную способность от 150 до 10000 пакетов/с при длине пакета 512 байт и ориентирована на применение как каналов тональной частоты, так и каналов интегральной цифровой сети связи.

Разборка сообщения на пакеты производится в транспортной станции ЭВМ-источника, а сборка сообщения - в транспортной станции ЭВМ - адресата.

ТС строится по модульному многопроцессорному принципу и состоит из в однородных центральных процессоров, реализующих протоколы сетевого и транспортного уровней. Взаимодействие транспортной станции с моноканалом или поликаналом, выход на каждый выделенный канал или на группу коммутируемых каналов, а также связь с ЭВМ по физической линии “точка-точка” реализуются с помощью специальных процессоров соответствующих линий связи. Последние используют для заданного типа линии связи физический и канальный уровни передачи данных.

TC состоит из модулей процессоров и памяти, конструктивно объединенных в моноблоки. Каждый из моноблоков имеет автономные источники вторичного питания (БП). Оперативная память состоит из двух моноблоков МОП-1 и МОП-2. МОП является многовходовым, в частности 8-входовым модулем оперативной памяти, предназначенной для хранения пакетов, а также информации и программ операционной системы. МОП содержит секции оперативной памяти, являющиеся основными для данного МОП и резервными для другого МОП. Доступ к разным секциям МОП реализуется одновременно со стороны процессоров ТС.

Подключение к МОП соответствующих портов доступа центральных процессоров или процессоров линий, а также одновременная запись информации в основную память одного МОП и в резервную память другого МОП и чтение информации через модули МОП-1 и МОП-2 обеспечивается коммутатором секции памяти (КСП) и коммутатором шины (КШ).

Концептуальный фундамент технологии

COM

Технология создавалась фирмой Microsoft как средство взаимодействия приложений (в том числе составных частей операционной системы) Windows, функционирующих на одном компьютере, с последующим развитием для использования в пределах локальной сети. Главная задача на момент создания - обеспечение технологии Object Linking and Embedding (OLE 1.0). Характерно, что обмен данными между приложениями (Dynamic Data Exchange, DDE) первоначально строился не по COM-технологии, а с использованием механизма сообщений (messages). Развитие технологии идет по мере добавления новых возможностей. Как универсальная технология взаимодействия приложений COM начал использоваться с OLE 2.0 (1991). Концепция технологии неразрывно связана с ее реализацией. Появление новых возможностей - это просто появление новых библиотек, функций API и утилит Windows. “Общий знаменатель технологии” - двоичная структура объекта, хотя в настоящий момент существует язык описания структуры объекта - Interface definition Language (IDL).

CORBA

Технология создавалась консорциумом OMG как универсальная технология создания распределенных систем в гетерогенных средах. OMG представляет собой некоммерческую организацию, являющуюся содружеством разработчиков программного обеспечения и его потребителей, объединивших свои усилия для создания спецификаций этой технологии. В настоящий момент в OMG состоит более 800 членов, включая всех сколько-нибудь серьезных производителей программного обеспечения (и даже c недавнего времени Microsoft). Первая спецификация CORBA появилась в 1991 г. Новые возможности официально считаются добавленными в CORBA в момент утверждения соответствующей спецификации. Как правило, в разработке спецификации участвуют крупнейшие специалисты в данной области. Разработка реализации - задача конкретной фирмы. Обычно от утверждения спецификации до появления высококачественной реализации проходит довольно много времени - иногда несколько лет. “Общий знаменатель” технологии - объявления на языке IDL, который является “сердцем” CORBA с момента ее появления. (Существуют три различных языка описаний с одним и тем же названием - OSF IDL, Microsoft IDL и OMG IDL).

Выводы

Технология CORBA носит существенно более общий и универсальный характер, чем COM, что заложено в ее фундаменте. Опережение разработки спецификаций (по сравнению с реализациями) позволяет добиться более связной, целостной и гармоничной системы. С другой стороны, при разработке реального проекта нужно предварительно убедиться, что высококачественная реализация того или иного сервиса CORBA уже доступна (источниками проблем могут служить, например, Persistence Service и Security Service).

Уровни согласования сетей Средства межсетевого взаимодействия нужны для того, чтобы обеспечить согласованную работу двух приложений, выполняющихся в разнородных сетях.

Клиентская и серверная части протокола В то время, как на трех нижних уровнях модели OSI протоколы почти всегда симметричны по отношению к взаимодействующим компьютерам) протоколы прикладного уровня, как правило, несимметричны и состоят из клиентской части, запрашивающей и потребляющей удавленный ресурс, и серверной части, предоставляющей этот ресурс в общее пользование.

Способы взаимодействие сетей ЭВМ В настоящее время существуют десятки вычислительных сетей, работающих в соответствии с различными иерархиями протоколов.

Межсетевая коммуникационная машина является достаточно сложной, т.к. должна отображать протоколы двух коммуникационных сетей и осуществлять их взаимное преобразование.

Поэтому нередко применяется еще один метод (способ) соединения вычислительных сетей, который заключается в соединении двух сетей через интерфейсную машину, являющуюся последовательным преобразователем информации (ППИ).

Взаимодействие хостмашин с сетями ЭВМ. На рис. 8.21 показана структура терминально-интерфейсной машины, предназначенной для соединения хостмашины с вычислительной сетью.

Логическая обработка пакетов и сообщений ( сетевой и транспортный протоколы) производится на процессорах, точнее, на микро ЭВМ, которые взаимодействуют с МОП через порты доступа обработки (ПДО).

Тип сервера определяется множеством задач, для решения которых он предназначен: " сервер файлов - хранение данных и управление доступом к ним " сервер печати - управление принтером и доступом к нему " сервер служб безопасности - обеспечивает функционирование системы защиты ресурсов, хранит информацию об устройствах и пользователях " сервер приложений - выполняет вычисляющие части клиент-серверных приложений " почтовый сервер - отвечает за функционирование электронной почты.
Эталонная модель взаимосвязи открытых систем