Принципы построения и классификация вычислительных сетей

Расширение состава и совершенствование аппаратуры приема-передачи, а также резкое снижение стоимости вычислительной техники привели к использованию в качестве абонентских пунктов систем телеобработки данных интеллектуальных терминалов, создаваемых на базе микропроцессоров и микроЭВМ и обеспечивающих частичную обработку информации (главным образом предварительную обработку исходной информации в виде ее логического контроля, агрегирования и т.д.) непосредственно до ее передачи по каналам связи. Использование интеллектуальных терминалов сближает функциональные возможности систем телеобработки данных и вычислительных сетей. В настоящее время вычислительные сети представляют собой высшую органинизационную форму применения ЭВМ. Для современных вычислительных сетей характерно:

• объединение многих достаточно удаленных друг от друга ЭВМ и (или) отдельных вычислительных систем в единую распределенную систему обработки данных;

• применение средств приема-передачи данных и каналов связи для организации обмена информацией в процессе взаимодействия средств вычислительной техники;

• наличие широкого спектра периферийного оборудования, используемого в виде абонентских пунктов и терминалов пользователей, подключаемых к узлам сети передачи данных;

• использование унифицированных способов сопряжения технических средств и каналов связи, облегчающих процедуру наращивания с замену оборудования;

• наличие операционной системы, обеспечивающей надежное и эффективное применение технических и программных средств в процессе решения задач пользователей вычислительной сети.

Вычислительные сети позволяют автоматизировать управление производством, транспортом, материально-техническим снабжением в масштабе отдельных регионов и страны в целом.

Возможность концентрации в вычислительных сетях больших объемов данных, общедоступность этих данных, а также программных и аппаратных средств обработки и высокая надежность их функционирования — все это позволяет улучшить информационное обслуживание пользователей и резко повысить эффективность применения ВТ.[ 5, 262]

В условиях вычислительной сети предусмотрена возможность:

• организовать параллельную обработку данных многими ЭВМ;

• создавать распределенные базы данных, размещаемые в памяти различных ЭВМ;

• специализировать отдельные ЭВМ (группы ЭВМ) для эффектив­ного решения определенных классов задач;

• автоматизировать обмен информацией и программами между отдельными ЭВМ и пользователями сети;

• резервировать вычислительные мощности и средства передачи данных на случай выхода из строя отдельных из них с целью быстрого восстановления нормальной работы сети;

• перераспределять вычислительные мощности между пользовате­лями сети в зависимости от изменения их потребностей и сложности решаемых задач;

• стабилизировать и повышать уровень загрузки ЭВМ и дорогостоящего периферийного оборудования;

• сочетать работу в широком диапазоне режимов: диалоговом, пакетном, режимах «запрос-ответ», а также сбора, передачи и обмена информацией.

Вычислительные сети классифицируются по различным признакам. Сети, состоящие из программно-совместимых ЭВМ, являются однородными или гомогенными. Если ЭВМ, входящие в сеть, программно несовместимы, то такая сеть называется неоднородной или гетерогенной.

По типу организации передачи данных различают сети:

с коммутацией каналов, с коммутацией сообщений, с коммутацией пакетов. Имеются сети, использующие смешанные системы передачи данных.

По характеру реализуемых функций сети подразделяются на:

вычислительные, предназначенные для решения задач управления на основе вычислительной обработки исходной информации;

информационные, предназначенные для получения справочных данных по запросу пользователей;

смешанные, в которых реализуются вычислительные и информационные функции.

По способу управления вычислительные сети делятся на сети децентрализованным, централизованным и смешанным управлением.

В первом случае каждая ЭВМ, входящая в состав сети, включает полный набор программных средств для координации выполняемых сетевых операций. Сети такого типа сложны и достаточно дороги, так как операционные системы отдельных ЭВМ разрабатываются с ориентацией на коллективный доступ к общему полю памяти сети. При ,этом в каждый конкретный момент времени доступ к общему полю памяти предоставляется только для одной ЭВМ. А координация работы ЭВМ осуществляется под управлением единой операционнойсистемы сети.

В условиях смешанных сетей под централизованным управлением

ведется решение задач, обладающих высшим приоритетом и, как

правило, связанных с обработкой больших объемов информации.

По структуре построения (топологии) сети подразделяются на одноузловые и многоузловые, одноканальные и многоканальные. Топология вычислительной сети во многом определяется структурой сети связи, т.е. способом соединения абонентов друг с другом и ЭВМ. Известны такие структуры сетей: радиальная (звездообразная), кольцевая, многосвязная («каждый с каждым»), иерархическая, общая шина» и др.