Распределительные системы обработчиков данных

Чем меньше функций выполняет  ОС, тем более эффективно можно  их реализовать, поэтому для оптимизации  серверных операций разработчики ОС вынуждены ущемлять некоторые другие ее функции, причем иногда даже полностью отказываться от них. Одним из ярких примеров такого подхода является серверная ОС NetWare. Ее разработчики поставили перед собой цель оптимизировать выполнение файлового сервиса и сервиса печати. Для этого они полностью исключили из системы многие элементы, важные для универсальной ОС, в частности, графический интерфейс пользователя, поддержку универсальных приложений, защиту приложений мультипрограммного режима друг от друга, механизм виртуальной памяти. Все это позволило добиться уникальной скорости файлового доступа и вывело NetWare в лидеры серверных ОС на долгое время.

Однако слишком узкая  специализация некоторых серверных  ОС является одновременно и их слабой стороной. Так, отсутствие в NetWare 4 универсального интерфейса программирования и средств защиты приложений, не позволившее использовать эту ОС в качестве среды для выполнения приложений, приводит к необходимости применения в сети других серверных ОС в тех случаях, когда требуется выполнение функций, отличных от файлового сервиса и сервиса печати. Поэтому разработчики многих серверных операционных систем отказываются от функциональной ограниченности и включают в состав серверных ОС все компоненты, позволяющие задействовать их в качестве универсальных серверов и даже клиентских ОС. Такие серверные ОС снабжаются развитым графическим пользовательским интерфейсом и поддерживают универсальный API. Это сближает их с одноранговыми операционными системами, но существует несколько отличий, которые позволяют отнести их именно к классу серверных ОС:

• поддержка мощных аппаратных платформ, в том числе мультипроцессорных;
• поддержка большого числа одновременно выполняемых процессов и сетевых соединений;
• включение в состав ОС компонентов централизованного администрирования сети (например, справочной службы или службы аутентификации и авторизации пользователей сети);
• более широкий набор сетевых служб.

Клиентские операционные системы в сетях с выделенными  серверами обычно освобождаются  от серверных функций, что значительно  упрощает их организацию. Разработчики клиентских ОС уделяют основное внимание пользовательскому интерфейсу и  клиентским частям сетевых служб. Наиболее простые клиентские ОС поддерживают только базовые сетевые службы, обычно файловую и службу печати. В то же время существуют так называемые универсальные клиенты, которые  поддерживают широкий набор клиентских частей, позволяющих им работать практически  со всеми серверами сети.

Многие компании, разрабатывающие  сетевые ОС, выпускают две версии одной и той же операционной системы. Одна версия предназначена для работы в качестве серверной ОС, а другая - для работы на клиентской машине. Эти  версии чаще всего основаны на одном  и том же базовом коде, но отличаются набором служб и утилит, а также  параметрами конфигурации, в том  числе устанавливаемыми по умолчанию  и не поддающимися изменению.

Преимущества  серверных сетей:

 

1.Сильная централизованная  зашита.

 

2.Централизованная хранилище файлов, благодаря чему все пользователи могут работать с одним набором данных, а резервное копирование информации значительно упрощается.

3.Возможность совместного  использования серверами доступного  аппаратного и программного обеспечения  снижает общие затраты.

4.Способность совместного  использования дорогого оборудования. Например: лазерный принтера.

5.Оптимизированные выделенные  серверы. Функционируют в режиме  разделения ресурсов быстрее чем одно-ранговые узлы.

6.Менее назойливая система  зашиты – доступ к разделяемым  ресурсам всей сети – обеспечиваются  по одному паролю.

7.Освобождение пользователей  от задач управления разделяемыми  ресурсами.

8.Простая управляемость  при большом числе пользователей.

 

9.Централизованная организация,  предотвращающая потерю данных  на ПК.

Недостатки серверной  сети: -

 

1.Дорогое специализированное  аппаратное обеспечение.

 

2.Дорогостоящие серверные  ОС, и клиентские лицензии.

 

3.Как правело, требуется  администратор сети.

 

Гибридная сеть

 

Гибридные сети: преимущества и недостатки

 

Гибкие сети (преимущество и недостатки). В гибридных сетях  имеются все 3- типа клиентов а также (как правело) активные домены и рабочий группы. Это означает что хотя большинство общих ресурсов находятся на серверах, пользователи имеют доступ к любым ресурсам определенных как разделяемые на ПК в рабочих группах, кроме того, для доступа к ресурсам рабочей группы с которыми совместно работают одно-ранговые узлы сети, пользователям не обязательно регистрироваться на контролере домена.

 

Преимущество  гибридной модели вычисления: +

 

1.Достоинство серверной  модели.

 

2.Преимущество одно-ранговой модели.

 

3.Позволяют пользователям  и администраторам управлять  зашитой в зависимости от важного  разделяемого ресурса.

 

Недостатки гибридной  модели вычисления: -

 

1.Гибридные модели страдают  недостатками характерными для  серверных сетей..

 

 

3.

В модели OSI (рис. П.1) средства взаимодействия делятся на семь уровней: прикладной, представительный, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический. Каждый уровень имеет дело с одним определенным аспектом взаимодействия сетевых устройств.

Рис. П.1. Модель взаимодействия открытых систем ISO/OSI

Физический уровень

Физический уровень (Physical layer) имеет дело с передачей битов по. физическим каналам связи, таким, например, как коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель или цифровой территориальный канал. К этому уровню имеют отношение характеристики физических сред передачи данных, такие как полоса пропускания(Полоса пропускания (прозрачности) — диапазон частот, в пределах которого амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) радиотехнического устройства достаточно равномерна для того, чтобы обеспечить передачу сигнала без существенного искажения его формы.), помехозащищенность, волновое сопротивление и другие. На этом же уровне определяются характеристики электрических сигналов, передающих дискретную информацию, например крутизна фронтов импульсов, уровни напряжения или тока передаваемого сигнала, тип кодирования, скорость передачи сигналов. Кроме этого, здесь стандартизуются типы разъемов и назначение каждого контакта.

Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции  физического уровня выполняются  сетевым адаптером или последовательным портом.

Примером протокола физического  уровня может служить спецификация 10Base-T технологии Ethernet, которая определяет в качестве используемого кабеля неэкранированную витую пару категории 3 с волновым сопротивлением 100 Ом, разъем RJ-45, максимальную длину физического сегмента 100 метров, манчестерский код для представления данных в кабеле, а также некоторые другие характеристики среды и электрических сигналов.

Канальный уровень

На физическом уровне просто пересылаются биты. При этом не учитывается, что в некоторых сетях, в которых  линии связи используются (разделяются) попеременно несколькими парами взаимодействующих компьютеров, физическая среда передачи может быть занята. Поэтому одной из задач канального уровня (Data Link layer) является проверка доступности среды передачи. Другой задачей канального уровня является реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок. Для этого на канальном уровне биты группируются в наборы, называемые кадрами (frames). Канальный уровень обеспечивает корректность передачи кадров, помещая для выделения каждого кадра специальную последовательность бит в его начало и конец, а также вычисляет контрольную сумму, обрабатывая все байты кадра определенным способом и добавляя контрольную сумму к кадру.

В локальных сетях протоколы  канального уровня используются компьютерами, мостами, коммутаторами и маршрутизаторами.

Сетевой уровень

Сетевой уровень (Network layer) служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей, причем эти сети могут использовать совершенно различные принципы передачи сообщений между конечными узлами и обладать произвольной; структурой связей.

Сети соединяются между  Собой специальными устройствами, называемыми  маршрутизаторами. Маршрутизатор— это устройство, которое собирает информацию о топологии межсетевых соединений и на ее основании пересылает пакеты сетевого уровня в сеть назначения. Для того чтобы передать сообщения сетевого уровня, или, как их принято называть, пакеты (packets), от отправителя, находящегося в одной сети, получателю, находящемуся в другой сети, нужно совершить некоторое количество транзитных передач между сетями. Таким образом, маршрут представляет собой последовательность маршрутизаторов, через которые проходит пакет. Проблема выбора наилучшего пути называется маршрутизацией, и ее решение является одной из главных задач сетевого уровня.

Примерами протоколов сетевого уровня являются протокол межсетевого  взаимодействия IP стека TCP/IP и протокол межсетевого обмена пакетами IPX стека Novell.

 

Транспортный  уровень

На пути от отправителя  к получателю пакеты могут быть искажены(paketi kot izmenneni) или утеряны. Хотя некоторые приложения имеют собственные средства обработки ошибок, существуют и такие, которые предпочитают сразу иметь дело с надежным соединением. Работа транспортного уровня (Transport layer) заключается в том, чтобы обеспечить приложениям или верхним уровням стека — прикладному и сеансовому — передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется. Модель OSI определяет пять классов услуг, предоставляемых транспортным уровнем. Эти виды услуг отличаются качеством: срочностью, возможностью восстановления прерванной связи, наличием средств мультиплексирования нескольких соединений между различными прикладными протоколами через общий транспортный протокол, а главное — способностью к обнаружению и исправлению ошибок передачи, таких как, искажение, потеря и дублирование пакетов.

Как правило, все протоколы, начиная с транспортного уровня и выше, реализуются программными средствами конечных узлов сети —  компонентами их сетевых операционных систем. В качестве примера .транспортных протоколов можно привести протоколы TCP и UDP стека TCP/IP и протокол SPX стека Novell.

Сеансовый уровень

Сеансовый уровень (Session layer) обеспечивает управление диалогом для того, чтобы фиксировать, какая из сторон является активной в настоящий момент, а также предоставляет средства синхронизации. Последние позволяют вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа можно было вернуться назад к последней контрольной точке вместо того, чтобы начинать все с начала. На практике немногие приложения используют сеансовый уровень, и он редко реализуется в виде отдельных протоколов, хотя функции этого уровня часто объединяют с функциями прикладного уровня и реализуют в одном протоколе.

Уровень представления

Уровень представления (Presentation layer) имеет дело с формой представления передаваемой по сети информации, не меняя при этом ее содержания. За счет уровня представления информация, передаваемая прикладным уровнем одной системы, всегда будет понятна прикладному уровню в другой системе. С помощью средств данного уровня протоколы прикладных уровней могут преодолеть синтаксические различия в представлении данных или же различия кодов символов, например кодов ASCII и EBCDIC. На этом уровне может выполняться; шифрование и дешифрирование данных, благодаря которому секретность 'обмена данными обеспечивается сразу для всех прикладных служб. Примером такого протокола является протокол Secure Socket Layer (SSL), который обеспечивает секретный обмен сообщениями для протоколов прикладного уровня стека TCP/IP.

 

Прикладной уровень

Прикладной уровень (Application layer) — это в действительности прости *на6ер разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совместную работу, например с помощью протокола электронной почты. Единица данных, которой оперирует Прикладной уровень, обычно называется сообщением (message).

Существует очень большое  разнообразие служб прикладного  уровня. Приведем в качестве примеров протоколов прикладного уровня хотя бы несколько наиболее распространенных реализаций файловых служб: NCP в операционной системе Novell NetWare, 8MB в Microsoft Windows NT, NFS, FTP и TFTP, входящие в стек TCP/IP.

4.

Aрхитектуры «клиент — сервер» – обобщенное представление о взаимодействии двух компонент информационной технологии (технического и/или программного обеспечения) в вычислительных системах и сетях, среди которых логически или физически могут быть выделены:

-        активная  сторона (источник запросов, клиент);

-        пассивная  сторона (сервер, обслуживание запросов, источ­ник ответов).

Взаимодействие «клиент  — сервер» в сети осуществляется в соответствии с определенным стандартом, или протоколом, — совокупностью  соглашений об установлении/прекращении  связи и обмене информацией.

Обычно клиент и сервер работают в рамках единого протокола  — Telnet, FTP, Gopher, HTTP и пр., однако в связи с недостаточностью такого подхода появляются мультипротокольные клиенты и серверы , например — браузер Netscape Navigator. Наконец, появляются серверные приложения (брокеры, роботы), которые устанавливаются между разнопротокольными компонентами и осуществляют трансформацию протоколов.

Разновидности функциональных структур “клиент – сервер”.

Компьютер (процесс), управляющий  тем или иным ресурсом, является сервером этого ресурса, а компьютер, пользующийся им, —клиентом.