1.3. Что дает предприятию использование сетей
Этот вопрос можно уточнить следующим образом: в каких случаях развертывание на предприятии вычислительных сетей предпочтительнее использования автономных компьютеров или многомашинных систем? Какие новые возможности появляются на предприятии с появлением там вычислительной сети? И наконец, всегда ли предприятию нужна сеть?
Если не вдаваться в частности, то конечной целью использования вычислительных сетей на предприятии является повышение эффективности его работы, которое может выражаться, например, в увеличении прибыли предприятия. Действительно, если благодаря компьютеризации снизились затраты на производство уже существующего продукта, сократились сроки разработки новой модели или ускорилось обслуживание заказов потребителей - это означает, что данному предприятию действительно нужна была сеть.
Более обстоятельно отвечая на вопрос, зачем предприятию сеть, начнем с рассмотрения тех принципиальных преимуществ сетей, которые вытекают из их принадлежности к распределенным системам.
Концептуальным преимуществом распределенных систем (а значит, и сетей) перед централизованными системами является их способность выполнять параллельные вычисления. За счет этого в системе с несколькими обрабатывающими узлами в принципе может быть достигнута производительность, превышающая максимально возможную на данный момент производительность любого отдельного, сколь угодно мощного процессора. Распределенные системы потенциально имеют лучшее соотношение производительность-стоимость, чем централизованные системы.
Еще одно очевидное и важное достоинство распределенных систем - это их принципиально более высокая отказоустойчивость. Под отказоустойчивостью понимается способность системы выполнять свои функции (может быть, не в полном объеме) при отказах отдельных элементов аппаратуры и неполной доступности данных. Основой повышенной отказоустойчивости распределенных систем является избыточность.
Использование территориально распределенных вычислительных систем больше соответствует распределенному характеру прикладных задач в некоторых предметных областях, таких как автоматизация технологических процессов, банковская деятельность и т.п. Во всех этих случаях имеются рассредоточенные по некоторой территории отдельные потребители информации - сотрудники, организации или технологические установки. Эти потребители достаточно автономно решают свои задачи, поэтому рациональнее предоставлять им собственные вычислительные средства, но в то же время, поскольку решаемые ими задачи тесно взаимосвязаны, их вычислительные средства должны быть объединены в единую систему. Адекватным решением в такой ситуации является испрльзование вычислительной сети.
Для пользователя, кроме выше названных, распределенные системы дают еще и такие преимущества, как возможность совместного использования данных и устройств, а также возможность гибкого распределения работ по всей системе. Такое разделение дорогостоящих периферийных устройств - таких как дисковые массивы большой емкости, цветные принтеры, графопостроители, модемы, оптические диски - во многих случаях является основной причиной развертывания сети на предприятии. Пользователь современной вычислительной сети работает за своим компьютером, часто не отдавая себе отчета в том, что при этом он пользуется данными другого мощного компьютера, находящегося за сотни километров от него. Он отправляет электронную почту через модем, подключенный к коммуникационному серверу, общему для нескольких отделов его предприятия. У пользователя создается иллюзия, что эти ресурсы подключены непосредственно к его компьютеру или же "почти" подключены, так как для их использования нужны незначительные дополнительные действия по сравнению с использованием действительно собственных ресурсов. Такое свойство называется прозрачностью сети.
В последнее время стал преобладать другой побудительный мотив развертывания сетей, гораздо более важный в современных условиях, чем экономия средств за счет разделения между сотрудниками корпорации дорогой аппаратуры или программ. Этим мотивом стало стремление обеспечить сотрудникам оперативный доступ к обширной корпоративной информации. В условиях жесткой конкурентной борьбы в любом секторе рынка выигрывает, в конечном счете, та фирма, сотрудники которой могут быстро и правильно ответить на любой вопрос клиента - о возможностях их продукции, об условиях ее применения, о решении любых возможных проблем и т.п.
Чтобы такая работа была возможна, необходимо не только наличие быстрых и надежных связей в корпоративной сети, но и наличие структурированной информации на серверах предприятия, а также возможность эффективного поиска нужных данных. Этот аспект сетевой работы всегда был узким местом в организации доставки информации сотрудникам - даже при существовании мощных СУБД информация в них попадала не самая "свежая" и не в том объеме, который был нужен. В последнее время в этой области наметился некоторый прогресс, связанный с использованием гипертекстовой информационной службы WWW - так называемой технологии intranet. Эта технология поддерживает достаточно простой способ представления текстовой и графической информации в виде гипертекстовых страниц, что позволяет быстро поместить самую свежую информацию на WWW-серверы корпорации. Кроме того, она унифицирует просмотр информации с помощью стандартных программ - Web-броузеров, работа с которыми несложна даже для неспециалиста. Сейчас многие крупные корпорации уже перенесли огромные кипы своих документов на страницы WWW-серверов, и сотрудники этих фирм, разбросанные по всему миру, используют информацию этих серверов через Internet или intranet. Получая легкий и более полный доступ к информации, сотрудники принимают решение быстрее, и качество этого решения, как правило, выше.
Использование сети приводит к совершенствованию коммуникаций, то есть к улучшению процесса обмена информацией и взаимодействия между сотрудниками предприятия, а также его клиентами и поставщиками. Сети снижают потребность предприятий в других формах передачи информации, таких как телефон или обычная почта. Зачастую именно возможность организации электронной почты является основной причиной и экономическим обоснованием развертывания на предприятии вычислительной сети. Все большее распространение получают новые технологии, которые позволяют передавать по сетевым каналам связи не только компьютерные данные, но голосовую и видеоинформацию. Корпоративная сеть, которая интегрирует данные и мультимедийную информацию, может использоваться для организации аудио- и видеоконференций, кроме того, на ее основе может быть создана собственная внутренняя телефонная сеть.
Конечно, вычислительные сети имеют и свои проблемы. Эти проблемы в основном связаны с организацией эффективного взаимодействия отдельных частей распределенной системы.
Во-первых, это сложности, связанные с программным обеспечением - операционными системами и приложениями. Программирование для распределенных систем принципиально отличается от программирования для централизованных систем. Так, сетевая операционная система, выполняя в общем случае все функции по управлению локальными ресурсами компьютера, сверх того решает многочисленные задачи по предоставлению сетевых служб. Разработка сетевых приложений осложняется из-за необходимости организовать совместную работу их частей, выполняющихся на разных машинах. Много забот доставляет обеспечение совместимости программного обеспечения.
Во-вторых, много проблем связано с транспортировкой сообщений по каналам связи между компьютерами. Основные задачи здесь - обеспечение надежности (чтобы передаваемые данные не терялись и не искажались) и производительности (чтобы обмен данными происходил с приемлемыми задержками). В структуре общих затрат на вычислительную сеть расходы на решение "транспортных вопросов" составляют существенную часть, в то время как в централизованных системах эти проблемы полностью отсутствуют.
В-третьих, это вопросы, связанные с обеспечением безопасности, которые гораздо сложнее решаются в вычислительной сети, чем в централизованной системе. В некоторых случаях, когда безопасность особенно важна, от использования сети лучше вообще отказаться.
Можно приводить еще много "за" и "против" использования сетей, но главным доказательством эффективности является бесспорный факт их повсеместного распространения. Трудно найти сколько-нибудь крупное предприятие, на котором не было хотя бы односегментной сети персональных компьютеров; все больше и больше появляется крупных сетей с сотнями рабочих станций и десятками серверов, некоторые большие организации и предприятия обзаводятся частными глобальными сетями, объединяющими их филиалы, удаленные на тысячи километров. В каждом конкретном случае для создания сети были свои резоны, но верно и общее утверждение: что-то в этих сетях все-таки есть.
Использование вычислительных сетей дает предприятию следующие возможности:
разделение дорогостоящих ресурсов;
совершенствование коммуникаций;
улучшение доступа к информации;
быстрое и качественное принятие решений;
свобода в территориальном размещении компьютеров.
- Раздел I. Общие принципы построения вычислительных сетей 3
- Многотерминальные системы – прообраз сети
- Появление глобальных сетей
- Первые локальные сети
- Создание стандартных технологий локальных сетей
- Современные тенденции
- 1.2. Вычислительные сети - частный случай распределенных систем
- Мультипроцессорные компьютеры
- Многомашинные системы
- Вычислительные сети
- Распределенные программы
- 1.3. Что дает предприятию использование сетей
- 2. Основные проблемы построения сетей
- 2.1. Проблемы физической передачи данных по линиям связи
- 2.2. Проблемы объединения нескольких компьютеров
- Топология физических связей
- Организация совместного использования линий связи
- Адресация компьютеров
- 2.3. Ethernet - пример стандартного решения сетевых проблем
- 2.4. Структуризация как средство построения больших сетей
- Физическая структуризация сети
- Логическая структуризация сети
- 2.5. Сетевые службы
- 3. Модель взаимодействия открытых систем и проблемы стандартизации
- 3.1. Многоуровневый подход. Протокол. Интерфейс. Стек протоколов
- 3.2. Модель osi
- 3.3. Уровни модели osi Физический уровень
- Канальный уровень
- Сетевой уровень
- Транспортный уровень
- Сеансовый уровень
- Представительный уровень
- Прикладной уровень
- Сетезависимые и сетенезависимые уровни
- 3.4. Стандартные стеки коммуникационных протоколов
- Стек tcp/ip
- Стек ipx/spx
- Стек NetBios/smb
- 4. Локальные и глобальные сети. Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям
- 4.1. Локальные и глобальные сети
- 4.2 Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям
- Производительность
- Надежность и безопасность
- Расширяемость и масштабируемость
- Прозрачность
- Поддержка разных видов трафика
- Управляемость
- Совместимость
- Раздел II. Основы передачи дискретных данных
- 5. Линии связи
- 5.1. Типы линий связи
- 5.2. Аппаратура линий связи
- 5.3. Характеристики линий связи
- Амплитудно-частотная характеристика, полоса пропускания и затухание
- Пропускная способность линии
- Связь между пропускной способностью линии и ее полосой пропускания
- Помехоустойчивость и достоверность
- 10 Log Рвых/Рнав ,
- 5.4. Стандарты кабелей
- Кабели на основе неэкранированной витой пары
- Кабели на основе экранированной витой пары
- Коаксиальные кабели
- Волоконно-оптические кабели
- 6. Методы передачи дискретных данных на физическом уровне
- 6.1. Аналоговая модуляция
- Методы аналоговой модуляции
- Спектр модулированного сигнала
- 6.2. Цифровое кодирование
- Требования к методам цифрового кодирования
- Потенциальный код без возвращения к нулю
- Метод биполярного кодирования с альтернативной инверсией
- Потенциальный код с инверсией при единице
- Биполярный импульсный код
- Манчестерский код
- Потенциальный код 2b1q
- 6.3. Логическое кодирование
- Избыточные коды
- Скрэмблирование
- 6.4. Дискретная модуляция аналоговых сигналов
- 6.5. Асинхронная и синхронная передачи
- 7. Методы передачи данных канального уровня. Методы коммутации
- 7.1. Методы передачи данных канального уровня
- Асинхронные протоколы
- Синхронные символьно-ориентированные и бит-ориентированные протоколы
- Символьно-ориентированные протоколы
- Бит-ориентированные протоколы
- Протоколы с гибким форматом кадра
- Передача с установлением соединения и без установления соединения
- Обнаружение и коррекция ошибок
- Методы обнаружения ошибок
- Методы восстановления искаженных и потерянных кадров
- Компрессия данных
- 7.2. Методы коммутации
- Коммутация каналов
- Коммутация каналов на основе частотного мультиплексирования
- Коммутация каналов на основе разделения времени
- Общие свойства сетей с коммутацией каналов
- Обеспечение дуплексного режима работы на основе технологий fdm, tdm и wdm
- Коммутация пакетов. Принципы коммутации пакетов
- Виртуальные каналы в сетях с коммутацией пакетов
- Пропускная способность сетей с коммутацией пакетов
- Коммутация сообщений
- Раздел III. Базовые технологии локальных сетей
- 10. Технологии Token Ring, fddi, Fast Ethernet
- 10.1. Технология Token Ring (802.5) Основные характеристики технологии
- Маркерный метод доступа к разделяемой среде
- Форматы кадров Token Ring
- Кадр данных и прерывающая последовательность
- Приоритетный доступ к кольцу
- Физический уровень технологии Token Ring
- Раздел IV. Построение локальных сетей по стандартам физического и канального уровней
- 11. Кабельная система. Концентраторы и сетевые адаптеры
- 11.1. Структурированная кабельная система
- Иерархия в кабельной системе
- Выбор типа кабеля для горизонтальных подсистем
- Выбор типа кабеля для вертикальных подсистем
- Выбор типа кабеля для подсистемы кампуса
- 11.2. Концентраторы и сетевые адаптеры
- Сетевые адаптеры
- Классификация сетевых адаптеров
- Концентраторы
- Поддержка резервных связей
- Защита от несанкционированного доступа
- Многосегментные концентраторы
- Управление концентратором по протоколу snmp
- Конструктивное исполнение концентраторов
- Раздел V. Сетевой уровень как средство построения больших сетей
- 13.Ip-сети. Адресация в ip-сетях
- 13.1. Принципы объединения сетей на основе протоколов сетевого уровня
- Ограничения мостов и коммутаторов
- Понятие internetworking
- Функции маршрутизатора
- Реализация межсетевого взаимодействия средствами tcp/ip
- Многоуровневая структура стека tcp/ip
- Уровень межсетевого взаимодействия
- Основной уровень
- Прикладной уровень
- Уровень сетевых интерфейсов
- Соответствие уровней стека tcp/ip семиуровневой модели iso/osi
- 13.2. Адресация в ip-сетях Типы адресов стека tcp/ip
- Классы ip-адресов
- Особые ip-адреса
- Использование масок в ip-адресации
- Порядок распределения ip-адресов
- Автоматизация процесса назначения ip-адресов
- Отображение ip-адресов на локальные адреса
- Отображение доменных имен на ip-адреса
- Система доменных имен dns
- 14. Протокол ip
- 14.1. Основные функции протокола ip
- 14.2. Структура ip-пакета
- 14.3. Таблицы маршрутизации в ip-сетях
- Примеры таблиц различных типов маршрутизаторов
- Назначение полей таблицы маршрутизации
- Источники и типы записей в таблице маршрутизации
- 14.4. Маршрутизация без использования масок
- 14.5. Маршрутизация с использованием масок Использование масок для структуризации сети
- Использование масок переменной длины
- Технология бесклассовой междоменной маршрутизации cidr
- 14.6. Фрагментация ip-пакетов
- 14.7. Протокол надежной доставки tcp-сообщений
- Сегменты и потоки
- Соединения
- Реализация скользящего окна в протоколе tcp