Понятие распределенной обработки, распределение функций и данных.
Основной признак распределенной вычислительной системы – наличие нескольких центров обработки данных. К распределенным системам относят компьютерные сети, мультипроцессорные компьютеры, многомашинные вычислительные системы.
Распределенная обработка предполагает, что отдельные машины можно соединить какой-нибудь коммуникационной сетью таким способом, что определенная задача, обрабатывающая данные, может быть распределена на нескольких машинах в сети.
Рассмотрим распределение функций и данных на примере работы с базой данных.
Параллельный доступ нескольких пользователей к БД, которая расположена на одной машине соответствует режиму распределенного доступа к централизованной БД. Такие системы называются системами распределенной обработки данных. Если же БД распределена по нескольким компьютерам, расположенным в сети и к ней возможен параллельный доступ нескольких пользователей, то это система распределенных баз данных.
Распределение в модели клиент-сервер. Термин клиент-сервер исходно применялся к архитектуре программного обеспечения, которое описывало распределение процесса выполнения по принципу взаимодействия двух программных процессов, один из которых называется клиент, другой – сервер. Клиентский процесс запрашивает некоторые услуги, серверный обеспечивает их выполнение. 1 серверный процесс может обслужить несколько клиентских. В сетях же клиент и сервер территориально распределены. Функции системы можно разбить на уровень организации и хранения данных и уровень бизнес логики. При использовании в качестве рабочей станции ЭВМ, обладающей вычислительными мощностями, стараются равномерно распределить все операции, возникающие при работе с базой данных и эти 2 уровня распределяются на разные машины. Так хранение, организацию и управление данными осуществляет сервер, ввод, отображение и обработку данных в соответствии с проблемной задачей осуществляет клиентская рабочая станция.
Преимущества распределенной обработки:
снятие пиковых нагрузок с централизованной базы путем распределения обработки и хранения локальных баз данных на разных ЭВМ;
эффективность параллельных вычислений по сравнение с однопоточными алгоритмами.
Для управления распределенной обработкой используется распределенная ОС. РОС существует как единая oперационная система в масштабах вычислительной системы. Каждый компьютер сети, работающей пoд управлением распределенной ОС, выполняет часть функций этой глобальной ОС. Распределенная ОС объединяет все компьютеры сети в том смысле, что они работают в тесной кoоперации друг с другом для эффективного использования всех ресурсов компьютерной сети. Распределенная ОС, динамически и автоматически распределяя работы по различным машинам системы для обработки
Глобальные вс. Архитектура. Протоколы. Пример реализации.
Согласно общепринятой классификации, под глобальными сетями понимают территориально распределенные (в пределах мегаполиса, региона, государства, континента или земного шара в целом) телекоммуникационные сети, для которых характерны следующие особенности:
– объединение в своем составе множества локальных и корпоративных вычислительных сетей;
– использование общедоступных телекоммуникационных каналов (телефонная сеть, радиосвязь и др.);
– неоднородность используемых структурных и технологических решений, так как маршрутизаторы часто соединяют различные сетевые технологии;
– широкий спектр услуг, предоставляемых пользователям;
– децентрализованное управление
- низкое качество линий связи, и как следствие использование сложных методов передачи и оборудования. Так в ГВС широко применяются модуляция, асинхронные методы, сложные методы контрольного суммирования, квинтирование и повторные передачи искаженных кадров.
-низкая скорость обмена данными по сравнению с ЛВС
-в ГВС широко применяется метод коммутации каналов в отличие от ЛВС. Коммутация пакетов применяется и там и там.
При развитии ГС возникает необходимость решения следующих серьёзных проблем:
– согласования высокой скорости передачи информации в подсетях с относительно низкой скоростью обмена информацией между подсетями;
– увеличения надежности каналов ГС, по своей природе менее надёжных, чем каналы подсетей.
В настоящее время из-за внедрения высокопроизводительных каналов передачи данных эти проблемы стоят не так остро, но для отдельных регионов окончательно не решены.
Магистральные соединения могут быть реализованы на базе спутниковой и радиосвязи, телефонных , оптоволоконных каналов и т. д. Пакеты с данными на входе и выходе подсетей, объединяемых в ГС, фильтруются с помощью маршрутизаторов.
Механизмы передачи данных в локальных и глобальных сетях существенно различаются. Глобальные сети ориентированы на соединение – до начала передачи данных между абонентами устанавливается соединение. В локальных сетях используются методы, не требующие предварительной установки соединения, — пакет с данными посылается без подтверждения
готовности получателя к обмену. Каналы связи бывают выделенные и коммутационные. Коммутационный канал связи – линия связи устанавливается только на время соединения передающего и принимающего устройств. Выделенный – некоммутируемый канал с., непосредственно связывающий 2х абонентов, обычно сдается в аренду для исключительного использования.
Примеры глобальных сетей
Internet – крупнейшая международная глобальная сеть. К середине 1993 г. в сети было 1776 тыс.
ЭВМ из 137 стран, а уже через шесть лет число подключенных к ней серверов превысило 3
миллиона. В сети используется стек протоколов TCP/IP. Сеть гетерогенная, узлы могут быть с ОС
Unix, VMS, MS DOS и др. Взаимодействие узлов с разными ОС осуществляется посредством
файловой системы NFS. Для электронной почты используется несколько протоколов, один из них
SMTP. Правильнее считать Internet не самостоятельной сетью, а некоторой надсетью –
совокупностью многих сетей. Любая сеть, работающая по протоколам TCP/IP и имеющая каналы
связи с любой сетью, уже включенной в Internet, тоже становится частью Internet.
В настоящее время в США реализуется несколько проектов развития национальных сетей с
перспективой перехода в глобальный статус. В частности, это проект Internet2.
VBNS – разработка Национального научного фонда США (National Science Foundation, NSF),
который был создателем сети NSFnet – магистральной опорной сети, сыгравшей определяющую
роль в развитии инфраструктуры Internet в конце 80-х первой половине 90-х гг. Несколько лет
назад NSF начал программу, именуемую vBNS (very high speed Backbone Network Service –
высокоскоростная опорная сеть) и имеющую целью поддержку высокоскоростных Internet-
соединений для работников науки и образования. Вначале эта программа использовалась для
улучшения соединения между суперкомпьютерными центрами. К настоящему времени программа
расширилась и обеспечивает высокоскоростное подключение крупных американских научно-
исследовательских центров и университетов. В этой сети используется технология IP-over-ATM.
Основу сети составляют высокоскоростные каналы связи (155 и 622 Мбит/с) и точки доступа NAP
(Network Access Points), являющиеся базовыми узлами магистральной части сети. Внешние
шлюзы представлены ATM-переключателями ASX-1000. К портам ASX-1000 подсоединяются
(непосредственно или через маршрутизаторы Cisco 7507) cети крупных научных и
образовательных центров и автономные системы.
DECNet – территориальная сеть фирмы DEC. Сеть стала открытой благодаря сетевому
программному обеспечению Pathworks. Pathworks поддерживает такие сетевые технологии, как
Novell Netware, LAN Manager, AppleTalk. Могут объединяться сети Ethernet, Token Ring, FDDI,
X.25. Имеются средства для подключения IBM-mainframes. Реализуется спецификация
распределенной архитектуры CORBA (Common Object Request Broker Architecture) – с помощью
программы ObjectBroker производятся распределенные вычисления.
Relcom – широко известная российская сеть электронной почты, имеющая выход на
международные сети. Обеспечивает также телеконференции в режиме off-line. Relcom является
коммерческой сетью и гейтуется с Internet.