Информационные сети
Лекция №2
Проблемы построения сетей.
1.1 Связь пк и пу.
Изначально, абстрагируясь от понятия сети, можно вернуться к простейшему случаю взаимодействия двух устройств, например, ПК и некого периферийного устройства. Однако принципы взаимодействия остались неизменными.
Для обмена данными предусмотрен внешний интерфейс: со стороны компьютера совокупность аппаратных (контроллер ПУ) и программных средств управляющих контроллером (драйвер). Интерфейс обеспечивает определенный набор правил обмена информацией. Иногда используется термин протокол. Пример интерфейсов: Centronics и RS-232С – параллельный (принтер) и последовательный интерфейсы (мышь, клавиатура).
Со стороны ПУ, как правило, используется аппаратное устройство управления, хотя встречаются и программно управляемые ПУ. Обмен данными осуществляется с помощью команд ввода/вывода поступающих по внутренней шине ПК к которой подключен контроллер ПУ. ПУ принимают данные от ПК и выполняют определенный набор команд (перевод строки, перевести головку, вытолкнуть лист). Обмен идет в обе стороны – ПУ сообщает, например, о своем состоянии (готовность).
Рис.4.
Контроллеры ПУ принимают данные от ПК в свой буферный регистр (порт) выполняют необходимые преобразования в соответствии с форматом для ПУ и выдают во внешний интерфейс. Контроллер как правило выполняет набор простейших команд (печать символа, перевод строки, ВК), драйвер же обеспечивает выполнение используя эти команды более сложные действия по некоторому алгоритму (печать строк символов, разделение документа и т.д.).
Для одного и того же контроллера можно разработать разные драйверы.
Рассмотрим схему передачи байта информации. Приложение, которому потребовалось выполнить обмен данными с ПУ, обращается к драйверу этого устройства: сообщает ему в качестве параметра адрес байта памяти, который надо передать. Д-р загружает значение этого байта в буфер К-ра, который начинает последовательно передавать данные в линию связи, представляя каждый бит соответствующим электрическим сигналом. Перед началом передачи К-р формирует стартовый сигнал специфической формы, в конце стоповый. Эти сигналы синхронизируют передачу байта.
Кроме информационных бит, как правило, контроллер передает бит контроля четности.
Устройство управления ПУ, обнаружив стартовый бит, выполняет подготовительные действия и начинает принимать информационные биты. Формируя из них в своем буфере информационные байты. Осуществляется проверка на четность. Если информация принята верно, то формируется квитанция.
Взаимодействие ПК.
Рассмотрим аналогично связи с ПУ. Например, через RS-232С (такое соединение называется нуль-модемным). Здесь взаимодействие идет с двух сторон. Программа, работающая на одном ПК, не может непосредственно получить доступ к ресурсам другого ПК.
Она может только «попросить» об этом программу, работающую на другом ПК. Эти просьбы выражаются в виде сообщений передаваемых по каналам связи между ПК. Сообщения могут содержать как команды, так и данные.
Рис.5
Приложение А формирует сообщение-запрос для приложения В, где указывает имя файла, тип операции, смещение и размер области файла, содержащие нужные данные.
Приложение А обращается к драйверу СОМ-порта. Сообщая ему адрес в оперативной памяти, по которому драйвер находит сообщение и затем передает его байт за байтом приложению В. Приложение В приняв запрос, выполняет его, т.е. считывает требуемую область файла с диска с помощью средств локальной ОС в буферную область своей оперативной памяти. Затем с помощью драйвера СОМ-порта передает данные по каналу связи в ПК А, где они попадают в приложение А.
Так как формировать такие специфические функции в состав каждого приложения считается не рациональным, то выгоднее формировать специальный программный модуль сообщений-запросов для всех приложений ПК. Такой служебный модуль на стороне А называется клиентом. На стороне В сервером.
Если клиентская часть программы умеет распознавать запросы к локальному и удаленному файлам, то приложение не должно заботится о том, с каким файлом оно работает. Отсюда и название, часто используемое для клиентской части сетевой ОС – редиктор (перенаправлять - redirect). Иногда функции распознавания выделяются в отдельный программный модуль.
Схема взаимодействия клиента-сервера с приложением и ОС здесь упрощена, однако функции программ, обеспечивающих доступ к удаленным файлам, очень похожи на функции модулей сетевой ОС, работающей в сети с более сложными аппаратными связями ПК.