Характеристика сетевых информационных технологий

     Наконец, сокращение потоков информации ниже пропускной способности аппаратной части и каналов связи ведет  к недогрузке канала, а в период пиковой нагрузки может вызвать определенные потери вызовов.

Коммутация  сообщений

     При коммутации сообщений поступающая  на узел связи информация передается в память узла связи, после чего анализируется  адрес получателя.

     В зависимости от занятости требуемого канала сообщение либо передается в память соседнего узла, либо становится в очередь для последующей передачи.

     Таким образом, способ коммутации сообщений  обеспечивает поэтапный характер передачи информации. В этом случае сообщения  содержат адресный признак (заголовок), в соответствии с которым осуществляется автоматическая передача информации в сети от абонента-передатчика к абоненту-приемнику.

     Все функции согласования работы отдельных  участков сети связи, а также управление передачей сообщений и их соответствующую обработку выполняют центры (узлы) коммутации сообщений.

     Основное  функциональное назначение центра коммутации  
сообщений – обеспечить автоматическую передачу информации от абонента к абоненту в соответствии с адресным признаком сообщения и требованиями к качеству и надежности связи.

     Метод коммутации сообщений обеспечивает независимость работы отдельных  участков сети, что значительно повышает эффективность использования каналов  связи при передаче одного и того же объема информации (которая в этом случае может достигать 80–90% от максимального значения).

     В системе с коммутацией сообщений  происходит сглаживание несогласованности  в пропускной способности каналов  и более эффективно реализуется  передача многоадресных сообщений (так как не требуется одновременного освобождения всех каналов между узлом-передатчиком и узлом-приемником). Передача информации может производиться в любое время, так как прямая связь абонентов друг с другом необязательна.

     К недостаткам метода следует отнести  односторонний характер связи между абонентами сети.

     Для более полной загрузки каналов и  их эффективного использования возможно совместное применение перечисленных  методов коммутации, основой которого служат следующие условия:

• использование в одном и том же узле связи аппаратуры для коммутации каналов и для коммутации сообщений (того или иного способа коммутации в узле осуществляется в зависимости от загрузки каналов связи);
• организация сети с коммутацией каналов для узлов верхних уровней иерархии и коммутации сообщений для нижних уровней.

Коммутация  пакетов

     В последние годы появился еще один способ коммутации абонентов сети –  так называемая коммутация пакетов.

     Этот  способ сочетает в себе ряд преимуществ  методов коммутации каналов и  коммутации сообщений. При коммутации пакетов перед началом передачи сообщение разбивается на короткие пакеты фиксированной длины, которые затем передаются по сети.

     В пункте назначения эти пакеты вновь  объединяются в первоначальное сообщение, а так как их длительное хранение в запоминающем устройстве узла связи не предполагается, пакеты передаются от узла к узлу с минимальной задержкой во времени. В этом отношении указанный метод близок методу коммутации каналов.

     При коммутации пакетов их фиксированная  длина обеспечивает эффективность обработки пакетов, предотвращает блокировку линий связи и значительно уменьшает емкость требуемой промежуточной памяти узлов связи. Кроме того, сокращается время задержки при передаче информации, т.е. скорость передачи информации превышает аналогичную скорость при методе коммутации сообщений.

     К недостаткам метода следует отнести  односторонний характер связи между  абонентами сети.

     Различают два основных типа систем связи с  коммутацией пакетов:

• в системах первого типа устройство коммутации анализирует адрес места назначения каждого принятого пакета и определяет канал, необходимый для передачи информации;
• в системах второго типа пакеты рассылаются по всем каналам и терминалам, каждый канал (терминал), в свою очередь, проанализировав адрес места назначения пакета и сравнив его с собственным, осуществляет прием и дальнейшую передачу (обработку) пакета либо игнорирует его.

     Первый  тип систем коммутации пакетов характерен для глобальных сетей с огромным числом каналов связи и терминалов, второй тип применим для сравнительно замкнутых сетей с небольшим числом абонентов. 

     4. Программное обеспечение вычислительных  сетей

     Программное обеспечение вычислительных сетей  обеспечивает организацию коллективного  доступа к вычислительным и информационным ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение ресурсов сети с целью повышения оперативности обработки информации и максимальной загрузки аппаратных средств, а также в случае отказа и вы-

хода  из строя отдельных технических  средств и т.д.

     Программное обеспечение вычислительных сетей включает три компонента:

• общее программное обеспечение, образуемое базовым программным обеспечением отдельных ЭВМ, входящих в состав сети;
• специальное программное обеспечение, образованное прикладными программными средствами, отражающими специфику предметной области пользователей при реализации задач управления;
• системное сетевое программное обеспечение, представляющее комплекс программных средств, поддерживающих и координирующих взаимодействие всех ресурсов вычислительной сети как единой системы.

     Особая  роль в программном обеспечении  вычислительной сети отводится системному сетевому программному обеспечению, функции  которого реализуются в виде распределенной операционной системы сети.

     Операционная  система сети включает в себя набор  управляющих и обслуживающих программ, обеспечивающих:

• межпрограммный метод доступа (возможность организации связи между отдельными прикладными программами комплекса, реализуемыми в различных узлах сети);
• доступ отдельных прикладных программ к ресурсам сети (и в первую очередь к устройствам ввода-вывода);
• синхронизацию работы прикладных программных средств в условиях их обращения к одному и тому же вычислительному ресурсу;
• обмен информацией между программами с использованием сетевых «почтовых ящиков»;
• выполнение команд оператора с терминала, подключенного к одному из узлов сети, на каком-либо устройстве, подключенном к другому удаленному узлу вычислительной сети;
• удаленный ввод заданий, вводимых с любого терминала, и их выполнение на любой ЭВМ в пакетном или оперативном режиме; обмен наборами данных (файлами) между ЭВМ сети; доступ к файлам, хранимым в удаленных ЭВМ, и обработку этих файлов;
• защиту данных и вычислительных ресурсов сети от несанкционированного доступа;
• выдачу различного рода справок об использовании информационных, программных и технических ресурсов сети;
• передачу текстовых сообщений с одного терминала пользователя на другие (электронная почта). С помощью операционной системы сети: устанавливается последовательность решения задач пользователя; задачи пользователя обеспечиваются необходимыми данными, хранящимися в различных узлах сети;
• контролируется работоспособность аппаратных и программных средств сети;
• обеспечивается плановое и оперативное распределение ресурсов в зависимости от возникающих потребностей различных пользователей вычислительной сети.

     Выполняемое с помощью операционной системы  сети управление включает:

• планирование сроков и очередности получения и выдачи информации абонентам;
• распределение решаемых задач по ЭВМ сети;
• присвоение приоритетов задачам и выходным сообщениям;
• изменение конфигурации сети ЭВМ;
• распределение информационных вычислительных ресурсов сети для решения задач пользователя.

     Оперативное управление процессом обработки  информации с помощью операционной системы сети помогает организовать: учет выполнения заданий (либо определить причины их невыполнения); выдачу справок о прохождении задач в сети; сбор данных о работах, выполняемых в сети.

     Операционные  системы отдельных ЭВМ, входящих в состав вычислительной сети, поддерживают потребности пользователей во всех традиционных видах обслуживания: средствах автоматизации программирования и отладки, доступа к пакетам прикладных программ и информации локальных баз данных и т.д.

     Электронная почта обеспечивает передачу документов, успешно используется при автоматизации конторских работ. Передача между терминалами сообщений, например, фототелеграмм, может также рассматриваться как разновидность электронной почты. Однако для большинства конкретных случаев использование электронной почты предполагает передачу сообщений через специальные «почтовые ящики», между которыми размещаются устройства обработки данных.

     Почтовый  ящик – общая область памяти вычислительной сети, предназначенной для записи информации с помощью одной прикладной программы с целью ее дальнейшего использования другими прикладными программами, функционирующими в других узлах сети.

     Накопление  документов в таких «почтовых  ящиках» и возможности их последующей  дополнительной обработки имеют  следующие преимущества:

• отпадает необходимость в пересылке предварительных результатов и промежуточных рабочих материалов;
• достаточно просто реализуется конфиденциальная связь, обеспечиваются приоритетность передачи данных, циркуляция документов в сети и другие виды информационной связи.

     5. Основные параметры ЛВС

     При выборе локальной сети основное внимание обращают на следующие ее характеристики:

• топология сети;
• ранговый тип сети (одноранговая или с выделенным сервером);
• типы используемых в сети протоколов, регламентирующих форматы и процедуры обмена информацией между абонентами;
• тип используемой операционной системы; а максимальное количество рабочих станций;
• максимально допустимое удаление рабочих станций друг от друга; а типы компьютеров, входящих в сеть (однородность или неоднородность сети);
• вид физической среды передачи данных (коммутируемый или некоммутируемый канал; телефонный канал, витая пара, коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель);
• максимальная пропускная способность;
• методы передачи данных (коммутация каналов, сообщений или пакетов; передача);
• тип передачи данных – синхронный или асинхронный;
• методы доступа к моноканалу;
• надежность сети, определяемая ее способностью сохранять работоспособность при выходе из строя отдельных ее участков (узлов и линий связи).

     Перед выбором или проектированием ЛВС следует уяснить для себя цели создания сети, особенности ее организационного и технического использования, в том числе:

• какие проблемы предполагается решать при использовании ЛВС;
• какие задачи предполагается решать в будущем;
• кто будет выполнять техническую поддержку ЛВС после ее создания и запуска;
• нужен ли доступ из ЛВС к глобальной сети Интернет;
• какие требования предъявляются к секретности и безопасности информации;
• какие технические и программные средства необходимо приобрести при создании ЛВС;
• насколько подготовлены сотрудники для работы вести, какое обучение потребуется для них?

     6. Обеспечение безопасности информации  в вычислительных сетях

     В вычислительных сетях сосредоточивается  информация, исключительное право на пользование которой принадлежит определенным лицам или группам лиц, действующим в порядке личной инициативы или в соответствии с должностными обязанностями. Такая информация должна быть защищена от всех видов постороннего вмешательства: чтения лицами, не имеющими права доступа к информации, и преднамеренного изменения информации.