Преимущества распределенных систем перед централизованными эвм

1. Можно достичь такой высокой производительности путем объединения микропроцессоров, которая недостижима в централизованном компьютере.

2. Естественная распределённость (банк, поддержка совместной работы группы пользователей).

3. Надежность (выход из строя нескольких узлов незначительно снизит производительность).

4. Наращиваемость производительности.

Недостатки распределенных систем:

1. Проблемы ПО (приложения, языки, ОС).

2. Проблемы коммуникационной сети (потери информации, перегрузка, развитие и замена).

3. Секретность.

В.35 ARP (протокол определения адреса) — использующийся в компьютерных сетях протокол низкого уровня, предназначенный для определения адреса канального уровня по известному адресу сетевого уровня. Наибольшее распространение этот протокол получил благодаря повсеместности сетей IP, построенных поверх Ethernet.

Преобразует ARP- в Ethernet-адреса.

Преобразование адресов выполняется путем поиска в таблице. Эта таблица, называемая ARP-таблицей, хранится в памяти и содержит строки для каждого узла сети. В двух столбцах содержатся IP- и Ethernet-адреса. Если требуется преобразовать IP-адрес в Ethernet-адрес, то ищется запись с соответствующим IP-адресом.

Существуют следующие типы сообщений ARP: запрос ARP и ответ ARP.

RARP (Обратный протокол преобразования адресов) — протокол третьего (сетевого) уровня модели OSI, выполняет обратное отображение адресов, то есть преобразует аппаратный адрес в IP-адрес. RARP является дополнением к ARP.

Протокол применяется во время загрузки узла (например компьютера), когда он посылает групповое сообщение-запрос со своим физическим адресом. Сервер принимает это сообщение и просматривает свои таблицы (либо перенаправляет запрос куда-либо ещё) в поисках соответствующего физическому, IP-адреса. После обнаружения найденный адрес отсылается обратно на запросивший его узел. Другие станции также могут «слышать» этот диалог и локально сохранить эту информацию в своих ARP-таблицах.

В.36 Многопроцессорный вычислительный комплекс (МПВК) представляет собой многопроцессорную суперЭВМ. В основу построения системы заложен принцип мультимодульности, что позволяет осуществлять масштабирование системы в зависимости от требований по производительности (могут использоваться от 1 до 7 вычислительных модулей).

Классификация компьютеров по областям применения:

1)Персональные компьютеры и рабочие станции (ПК, благодаря своей низкой стоимости, очень быстро завоевали хорошие позиции на компьютерном рынке).

2)X-терминалы (комбинация бездисковых рабочих станций и стандартных ASCII-терминалов, бездисковые рабочие станции часто применялись в качестве дорогих дисплеев).

3)Серверы.

4)Мейнфреймы (синоним понятия "большая универсальная ЭВМ". Мейнфреймы и до сегодняшнего дня остаются наиболее мощными (не считая суперкомпьютеров) вычислительными системами общего назначения).

5)Кластерные архитектуры

В.37 Протокол маршрутной информации — один из самых простых протоколов маршрутизации. Применяется в небольших компьютерных сетях, позволяет маршрутизаторам динамически обновлять маршрутную информацию (направление и дальность в хопах), получая ее от соседних маршрутизаторов.

RIP — так называемый протокол дистанционно-векторной маршрутизации, который оперирует хопами (ретрансляционными "скачками") в качестве метрики маршрутизации. Максимальное количество хопов, разрешенное в RIP — 15 (метрика 16 означает «бесконечно большую метрику»). Каждый RIP-маршрутизатор по умолчанию вещает в сеть свою полную таблицу маршрутизации раз в 30 секунд, довольно сильно нагружая низкоскоростные линии связи. RIP работает на прикладном уровне стека TCP/IP, используя UDP порт 520.

В современных сетевых средах RIP — не самое лучшее решение для выбора в качестве протокола маршрутизации, так как его возможности уступают более современным протоколам, таким как EIGRP, OSPF. Ограничение на 15 хопов не дает применять его в больших сетях. Преимущество этого протокола — простота конфигурирования.

В.38 Технология TokinRing характеризуется соединением всех станций в кольцо. Кольцо рассматривается как общий разделяемый ресурс и для доступа к нему требуется не случайный алгоритм в сетях Ethernet, а детерминированный, основанный на передаче станциями прав на использование кольца в определённом порядке. Это право передаётся с помощью кадра – маркера.

Разработана IBM в 1984г. Затем передана в комитет IEEE, который на её основе принял в 1985г. Стандарт 802.5. IBM использовала TokinRing в качестве своей сетевой технологии, для построения лок сетей на основе компов разных классов.

TokinRing работает с 2-мя битовыми скоростями: 4 и 16 Мбит/сек. Смешение станций, работающих на разных скоростях в одном кольце недопустимо. TokinRing со скоростью 16 Мбит/сек имеет более усовершенствованный алгоритм. В качестве среды передачи исп витую пару или оптоволоконный кабель. Макс кол-во станций – 260, макс длина кольца – 4 км.

Обладает свойствами отказоустойчивости. Сложнее, чем Ethernet. Определены процедуры контроля сети, которые используют обратную связь кольцеобразной структуры, т.е. посланный кадр всегда возвращается в станцию отправитель.

Может строиться на основе нескольких колец, разделяемых мостами, маршрутизирующие кадры по принципу От источника, для чего кадр добавляется в спец поле с маршрутом прохождения колёс.

В.39 Коммутация каналов — организация составного канала через несколько транзитных узлов из нескольких последовательно «соединённых» каналов на время передачи сообщения (оперативная коммутация) или на более длительный срок.

Коммутация сообщений — разбиение информации на сообщения, которые передаются последовательно к ближайшему транзитному узлу, который приняв сообщение, запоминает его и передаёт далее сам таким же образом. Получается нечто вроде конвейера.

Коммутация пакетов — разбиение сообщения на «пакеты», которые передаются отдельно. Разница между сообщением и пакетом: размер пакета ограничен технически, сообщения — логически.

В настоящее время существует два основных метода коммутации: коммутация каналов и коммутация пакетов.

В.40 Стек протоколов ATM соответствует нижним уровням семиуровневой модели ISO/OSI и включает адаптационные уровни ATM, называемые AAL1-AAL5, и собственно уровень ATM. Адаптационные уровни транслируют пользовательские данные от верхних уровней коммуникационных протоколов в пакеты, формат и размеры которых соответствуют стандарту ATM.

Каждый уровень AAL обрабатывает пользовательский трафик с определенными характеристиками. Уровень AAL1 занимается трафиком с постоянной битовой скоростью (CBR), который характерен, например, для цифрового видео и цифровой речи и чувствителен как к потере ячеек, так и к временным задержкам. Этот трафик передается в сетях ATM так, чтобы эмулировать обычные выделенные цифровые линии. Уровень AAL3/4 выполняет сложную процедуру контроля ошибок при передаче ячеек для их гарантированной безошибочной доставки. Уровень AAL5 является упрощенным вариантом уровня AAL4, он работает быстрее.

Введение различных классов сервисов, реализуемых в стеке протоколов ATM адаптационными уровнями AAL, а также самим протоколом ATM, и позволяет реализовать в сетях ATM совместное сосуществование трафиков разной природы. Коммутаторы ATM, получая в поле типа данных ячейки (поле PTI) информацию о классе сервиса, принимает решение о приоритете обслуживания данной ячейки. Для того, чтобы каждый класс сервиса выполнялся с нужным уровнем качества, в технологии ATM предусмотрены достаточно сложные процедуры заказа качества обслуживания, которые выполняются между станцией и сетью при установлении соединения.

В.41 Линия связи состоит из физической среды, по которой передаются электрические информационные сигналы, аппаратуры передачи данных и промежуточные аппаратуры. Физическая среда передачи данных может представлять собой кабель, т.е. набор проводов изоляционных и защитных оболочек.

В зависимости от среды передачи данных линии связи бывают: 1)Проводные (провода без изолирующих оплёток, пролож между столбами) или воздушные. 2)Кабельные (кабель состоит из проводников, заключённых в несколько слоёв изоляции). 3)Радиоканалы наземной и спутниковой связи (образуются с помощью передатчика и приёмника радиоволн).

Характеристики линий связи: 1)Амплитудно-частотная хар-ка. 2)Полоса пропускания. 3)Затухание. 4)Пропускная способность. 5)Помехоустойчивость линии. 6)Достоверность передачи данных. 7)Удельная стоимость.

В.42 Протокол UDP – протокол транспортного уровня, входящий в стек протоколов TCP/IP. Обеспечивает негарантированную доставку данных без установления виртуального соединения. Требуется обеспечить связь между прогами.

Включает в себя 4 поля. Первые 2 поля содержат номера UDP-портов проги отправителя и получателя. 2 остальных поля в структуре заголовка дейтограммы предназначены для управления обработкой. Эта общая длина дейтограммы и контрольная сумма заголовка.

Протокол TCP – является транспортным стеком протокола TCP/IP, обеспечивает гарантированную доставку данных с установлением виртуального соединения.

Данные, подлежащие отправке в сеть, разбиваются на порции, каждые из которых снабжаются служебной информацией, т.е. формируются пакеты данных (сегмент).

Структура сегмента имеет поля: номер порта отправителя и получателя; поля, для обеспечения гарантии доставки; управляющие флаги.

Протокол SPX – протокол последовательного обмена пакетами, является протоколом транспортного уровня с соединением, работает поверх IPX. Гарантирует доставку пакета и использует технику скользящего окна. В случае потери или ошибки, пакет пересылается повторно. Число повторов задаётся программно. Пакеты SPX вкладываются в пакеты IPX/

В.43 Компьютерная сеть - это совокупность компьютеров, соединенных линиями связи, обеспечивающая пользователям сети потенциальную возможность совместного использования ресурсов всех компьютеров.

По способу организации: 1)реальные (позволяют связывать компьютеры с помощью специальных устройств коммутации и физической среда передачи данных). 2)искусственные (позволяют связывать компьютеры вместе через последовательные или параллельные порты и не нуждаются в дополнительных устройствах).

По территориальной распространенности: 1)локальными (LAN, небольшого количества компьютеров, объединенных совместно используемой средой передачи данных, расположенных на ограниченной по размерам небольшой площади), 2)глобальными (WAN, сеть, соединяющая компьютеры, удалённые географически на большие расстояния друг от друга), 3)региональными (расположенные на территории города или области). 4)городскими (MAN, обслуживает информационные потребности большого города).

По принадлежности: 1)ведомственные (принадлежат одной организации и располагаются на ее территории). 2)государственные сети (используемые в государственных структурах).

По скорости передачи информации: 1)низко- (до 10 Мбит/с), 2)средне- (до 100 Мбит/с), 3)высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с), сверхскоростные (свыше 1000 Мбит/с)

Информационная сеть — сеть, предназначенная для обработки, хранения и передачи данных. Информационная сеть состоит из: абонентских и административных систем; связывающей их коммуникационной сети.

Телекоммуникационная сеть - комплекс объединённых единым технологическим процессом технических средств, предназначенных для маршрутизации, коммутации или передачи информации между конечными пунктами сети.

В.44 Протокол UDP – протокол транспортного уровня, входящий в стек протоколов TCP/IP. Обеспечивает негарантированную доставку данных без установления виртуального соединения. Требуется обеспечить связь между прогами.

Включает в себя 4 поля. Первые 2 поля содержат номера UDP-портов проги отправителя и получателя. 2 остальных поля в структуре заголовка дейтограммы предназначены для управления обработкой. Эта общая длина дейтограммы и контрольная сумма заголовка.

Протокол TCP – является транспортным стеком протокола TCP/IP, обеспечивает гарантированную доставку данных с установлением виртуального соединения.

Данные, подлежащие отправке в сеть, разбиваются на порции, каждые из которых снабжаются служебной информацией, т.е. формируются пакеты данных (сегмент).

Структура сегмента имеет поля: номер порта отправителя и получателя; поля, для обеспечения гарантии доставки; управляющие флаги.

Протокол SPX – протокол последовательного обмена пакетами, является протоколом транспортного уровня с соединением, работает поверх IPX. Гарантирует доставку пакета и использует технику скользящего окна. В случае потери или ошибки, пакет пересылается повторно. Число повторов задаётся программно. Пакеты SPX вкладываются в пакеты IPX/

В.45 CSMA/CA — это множественный доступ с прослушиванием несущей волны и избеганием коллизий, это сетевой протокол, в котором:

используется схема прослушивания несущей волны

• станция, которая собирается начать передачу, посылает jam signal (сигнал затора)

• после продолжительного ожидания всех станций, которые могут послать jam signal, станция начинает передачу фрейма

• если во время передачи станция обнаруживает jam signal от другой станции, она останавливает передачу на отрезок времени случайной длины и затем повторяет попытку

CSMA/CA отличается от CSMA/CD тем, что коллизиям подвержены не пакеты данных, а только jam-сигналы.

Избежание коллизий используется для того, чтобы улучшить производительность CSMA, отдав сеть единственному передающему устройству. Эта функция возлагается на «jamming signal». Но ожидание jam signal создает дополнительные задержки, поэтому другие методики позволяют достичь лучших результатов.

CSMA/CD — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий. Он используется как в обычных сетях, так и в высокоскоростных сетях (протокол второго уровня в модели OSI).

Обнаружение коллизий используется для улучшения производительности с помощью прерывания передачи сразу после обнаружения коллизии и снижения вероятности второй коллизии во время повторной передачи.