Информационно-вычислительные системы и сети Транспортный и сетевой уровни. Структура транспортной сети. Шлюзы и мультиплексоры протоколов Физическая структура транспортной станции для вычислительной сети

Информационно-вычислительные системы и сети

Современные тенденции развития ВС
" Вместо пассивного кабеля используется более сложное коммуникационное оборудование (коммутаторы, маршрутизаторы).
" Использование больших компьютеров (мейнфреймов).
" Передача нового вида информации (голос, видеоизображение). Нужны изменения в протоколах и ОС, для того, чтобы не было задержек в передаче информации. Задержки при передаче файлов или почты не столь критичны.
" Появление новых беспроводных способов связи.

Системы распределенной обработки информации. Сети ЭВМ.

Введение

Тенденции развития средств обработки данных таковы, что информационно-вычислительные ресурсы становятся все более доступными для конечных пользователей с точки зрения физического распределения этих ресурсов по структуре организаций, где создаются ИВС. Конечный пользователь становится активным потребителем вычислительных мощностей и участником работ по созданию баз данных, непосредственно владеющим техникой доступа к информационно-вычислительным ресурсам. В распределенной системе возрастает роль коммуникации как на уровне баз данных и прикладных задач, так и на уровне технических систем. Такая система, связывающая разнесенные (распределенные) в пространстве ЭВМ на единых технических принципах, получила название «сеть ЭВМ». Системный загрузчик

Принципы организации распределенной обработки данных в сети ЭВМ

Развитие средств вычислительной техники, появление разнообразных структур и систем команд ЭВМ, необходимость объединения разнотипных ЭВМ в вычислительные сети требует решения проблемы совместимости ЭВМ, разработки концепции, которая позволила бы установить универсальные правила взаимодействия разнотипных ЭВМ между собой. По линии МОС (международной организации по стандартизации в области связи и коммуникаций) принята и рекомендована эталонная модель взаимодействия открытых систем (ЭМ ВОС), которая определяет стандарты соединения и взаимодействия элементов вычислительных сетей, соответствующих идеологии открытых систем.

 По этой идеологии сеть ЭВМ  должна удовлетворять некоторому набору универсальных соглашений (протоколов), точное выполнение которых гарантирует возможность взаимодействия различных ЭВМ (открытых систем) между собой. В соответствии с этой концепцией сеть ЭВМ делится на ряд функциональных систем-слоев, называемых уровнями. Каждый уровень состоит из объектов, выполняет определенную логическую функцию и обеспечивает определенный перечень услуг для расположенного над ним уровня. МОС рекомендовала к использованию семиуровневую иерархию функций, обеспечивающих взаимодействие прикладных процессов, распределенных в различных ЭВМ.

 По данной концепции вычислительная сеть представляет собой распределенную информационно-вычислительную среду, реализуемую разнообразными аппаратными и программными средствами. Эта среда по вертикали делится на семь слоев, именуемых уровнями (см. рис.6). 

 Взаимосвязь одноименных уровней вычислительной сети определяется стандартными для всей сети правилами, включающими обязательные характеристики этих элементов и процедуры их взаимодействия. Набор правил взаимодействия объектов одноименных уровней сети друг с другом называется протоколом. Правила взаимодействия смежных уровней одной и той же ЭВМ определяют межуровневый интерфейс.

Рис. 6. Семиуровневая модель вычислительной сети.

 Границы между уровнями устанавливаются таким образом, чтобы взаимодействие между смежными уровнями было минимальным и изменения, проводимые в пределах одного уровня, не требовали перестройки смежных уровней.

 Одна из наиболее важных проблем при построении современных сетей ЭВМ состоит в обеспечении простоты погружения программных подсистем в сетевую среду (обстановку) и доступности их для пользователя. Решение этой проблемы оказывает определяющее влияние и на успешное создание средств распределенной обработки данных.

 Семиуровневая архитектура открытых сетей ЭВМ в модели МОС решает эту проблему с существенным отличием от механизма, традиционно используемого для программирования при локальной обработке в ЭВМ, при которой в качестве механизма построения программ принят вызов некоторой операции, реализуемый либо вызовом процедуры, либо постановкой кода.

 При распределенной обработке вместо механизма вызова процедуры подход модели МОС предлагает протоколы обмена сообщениями между удаленными процессами, при которых необходим этап обмена служебной информацией между ЭВМ для установления связи между процессами.

 В модели построения протоколов верхних уровней, основанной на принципе вызова процедур, все программные средства, включая системы, обеспечивающие ввод заданий, управления данными простой структуры, виртуальные терминалы, становятся идентичными для локальной и распределенной (удаленной) обработки. При этом обеспечивается двухсторонняя “прозрачность” среды. С одной стороны, пользователь функциональных подсистем вызывает операции в них независимо от того, как эти подсистемы расположены относительно него локально или удаленно. С другой стороны, подсистемы (программы) не зависят от того, как их вызывают - локально или удаленно. Тем самым обеспечивается простой интерфейс между пользователями и разработчиками функциональных подсистем в виде соглашений о связях при вызове программ.

 Выбор целесообразного варианта построения протоколов верхнего уровня определяется приоритетами пользователя.

 Средства распределенной обработки данных в сети ЭВМ основываются:

на базе машинно-независимого, унифицированного для всех ЭВМ сети языка управления обработкой информации,

на аппарате крупноблочных как параллельных вычислений, так и параллельно-последовательных и асинхронных,

на концепции семантической памяти, обеспечивающей обращение на внутреннем языке машины к данным простой структуры (векторам, файлам) по имени.

 Что касается нижних уровней модели МОС, то в их основе целесообразно использовать соответствующие рекомендации МККТТ (Х.25, Х.75 и др.), доработанные с учетом иерархической структуры сети, наличия в перспективе цифровых каналов связи, возможности реализации концепции удаленного вызова процедур в протоколах верхнего уровня, необходимости реализации спец. уровней, связанных с безопасностью информации (защита, доступ и т.п.), наличия в сети абонентов, представляющих собой только ЭВМ, и др.

 Как следует из рисунка 6, соответствующим уровням информационно-вычислительной среды отвечают определенные протоколы управления передачей.

 С точки зрения процессов обработки в ЭВМ определяется три вида протоколов:

- управление прикладными процессами,

- управление представлением информации,

- управление сеансами.

 С точки зрения передачи данных, естественными представляются следующие протоколы:

- управление сообщениями (транспортный уровень),

- управление пакетами (сетевой уровень), управление кадрами (канальный уровень),

- управление линией (физический уровень).

 Указанные уровни и протоколы будут обстоятельно рассмотрены на последующих занятиях.

Совсем трудно оценить эффект от ликвидации хаоса. Для того чтобы это сделать, нужно чётко представлять масштабы хаоса, что в силу самой природы беспорядка невозможно. Действительно, можете ли Вы сказать, сколько денег Ваша компания не зарабатывает (читай - теряет) из-за перекосов в ассортименте, или, скажем, из-за срыва сроков исполнения заказов? Какие ресурсы компании оказываются выведенными из оборота вследствие "посмертного" учёта и нестыковки данных в бухгалтерии, на складе и в цехах? А как оценить объём воровства и разбазаривания ресурсов?

В настоящее время для оценки эффективности IT-проектов применяется метод инвестиционного анализа Cost Benefit Analysis (CBA) Метод назван так, поскольку в основе лежит оценка и сравнение выгод от осуществления проекта, с затратами на его реализацию.

Глобальная цель внедрения КИС - повышение эффективности компании. Каждая компания определяет ключевые сферы, влияющие на ее эффективность, так называемые "критические факторы успеха" (Critical Success Factor -- CSF). Повышение эффективности происходит за счет реализации задач в каждой из ключевых областей. Поэтому в основе СВА лежат именно бизнес-цели компании, определенные на этапе стратегического планирования.

Но достигнуть цели можно несколькими путями, поэтому второй краеугольный камень СВА - сравнение альтернативных вариантов. При этом одним из возможных является вариант "без КИС", т. е. рассматривается развитие во времени текущей ситуации без внесения в нее каких-либо изменений. Сравнение альтернативных вариантов производится на основании измерения приносимых ими выгод и требуемых для этого затрат. Учитываются как количественные, так и качественные показатели. Анализу качественных показателей в последнее время уделяется особое внимание. Помимо соотношения выгод и затрат, альтернативные варианты также отличаются степенью риска и факторами, которые эти риски определяют. Поэтому анализ влияния таких факторов на соотношение выгод и затрат является еще одной сферой внимания СВА. Это о методах оценки конкретного случая.

Если же говорить о статистических данных, характеризующих эффективность внедрения КИС, могу привести следующие цифры:

- Снижение транспортно-заготовительных расходов на 60%;

- Сокращение производственного цикла по заказным изделиям на 50%;

- Сокращение количества задержек с отгрузкой готовой продукции на 45%;

- Уменьшение уровня неснижаемых остатков на складах на 40%;

- Снижение производственного брака на 35%;

- Уменьшение административно-управленческих расходов на 30%;

- Сокращение производственного цикла по базовым изделиям на 30%;

- Уменьшение складских площадей на 25%;

- Увеличение оборачиваемости средств в расчётах на 30%;

- Увеличение оборачиваемости ТМЗ на 65%;

- Увеличение количества поставок точно в срок на 80%.

Эта статистика собрана на примере западных компаний, где качество управления и так достаточно высокое. Как Вы считаете, на российской почве эффект будет больше или меньше?

Концепция ВС является логическим результатом эволюции компьютерных технологий и телекоммуникаций. 50-е годы. Первые компьютеры были весьма громоздки. Они не предназначались для интерактивной работы, а работали в пакетном режиме. Программист набивал текст программы на перфокарты, относил их вычислительный центр, а на другой день получал распечатанный результат
Транспортная сеть Информационно-вычислительные системы и сети