Вычислительной сетью называется система, состоящая из двух или более удаленных ЭВМ, соединенных с помощью специальной аппаратуры

Основные термины вычислительных сетей
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Вычислительная сеть (ВС) —
это сеть обмена и распределенной обработки информации, образуемая множеством взаимосвязанных абонентских систем и средствами связи; средства передачи и обработки информации ориентированы в ней на коллективное использование общесетевых ресурсов — аппаратных, информационных, программных.

Основные термины вычислительных сетей
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Абонент (узел, хост, станция) — это устройство, подключенное к сети и активно участвующее в информационном обмене.

Основные термины вычислительных сетей
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Сервер –
абонент (узел) сети, который предоставляет свои ресурсы другим абонентам, но сам не использует их ресурсы.
Выделенный (dedicated) и невыделенный сервера

Основные термины вычислительных сетей
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Выделенный (dedicated) сервер — это компьютер, занимающийся только сетевыми задачами.
Невыделенный сервер может помимо обслуживания сети выполнять и другие задачи.

Основные термины вычислительных сетей
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Клиентом называется абонент сети, который только использует сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не отдает, то есть сеть его обслуживает, а он ей только пользуется. Компьютер-клиент также часто называют рабочей станцией.

Основные термины вычислительных сетей
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Абонентская система (AC), рабочая станция вычислительной сети —
это совокупность ЭВМ, программного обеспечения, периферийного оборудования, средств связи с коммуникационной подсетью вычислительной сети, выполняющих прикладные процессы

Основные термины вычислительных сетей
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Прикладной процесс —
это различные процедуры ввода, хранения, обработки и выдачи информации, выполняемые в интересах полъзователей и описываемые прикладными программами

Принципы организации вычислительных сетей
Сети ЭВМ и средства коммуникации
ЭВМ, находящиеся в составе разных абонентских систем одной и той-же сети или различных взаимодействующих сетей, связываются между собой автоматически (в этом заключается сущность протекающих в сети процессов);
каждая ЭВМ сети должна быть приспособлена как для работы в автономном режиме под управлением своей операционной системы (ОС), так и для работы в качестве составного звена сети.

Назначение компьютерных сетей
Сети ЭВМ и средства коммуникации
обеспечение совместного использования аппаратных, информационных и программных ресурсов сети;
обеспечение совместного доступа к ресурсам данных.

Назначение компьютерных сетей
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Интерактивная связь внутри фирмы и за ее пределами
Повышение оперативности принятия решений
данных (в т. ч. БД и БЗ)
программ (в т. ч. различных сетевых приложений)
периферийных устройств (диск, принтер, модем и т. д.)
Совместное использование ресурсов
Сокращение затрат за счет совместного использования дорогостоящих программ и периферийных устройств
1). Эффективность взаимодействия между собой и партнерами по бизнесу.
2). Упрощение планирования и корректировки деятельности всей компании
Использование программ:
- электронной почты;
планирования
- и др.

Эволюция компьютерных сетей
Сети ЭВМ и средства коммуникации

Эволюция компьютерных сетей
Этапы развития
Сети ЭВМ и средства коммуникации
- переход от пакетной обработки к многотерминальному режиму работы ЭВМ;
- связь удаленный терминал-компьютер;
связь суперкомпьютеров или мэйнфреймов (1969 год - сеть APRANET, 1974 год – IBM, сеть SNA-системная сетевая архитектура);
переход от аналоговых к цифровым телефонным сетям;
мини-компьютеры — предвестники локальных сетей;
персональные компьютеры - основные элементы компьютьерных сетей;
эволюция операционных систем, многоплатформенность, сетевые операционные системы

Эволюция компьютерных сетей
Этапы развития
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Связь на небольшие расстояния в компьютерной технике существовала еще задолго до появления первых персональных компьютеров. К большим компьютерам (mainframes), присоединялись многочисленные терминалы (или "интеллектуальные дисплеи").
Режим разделения времени.

Эволюция компьютерных сетей
Этапы развития
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Объединение несколько микрокомпьютеров - совместное использование ими компьютерной периферии (магнитных дисков, магнитной ленты, принтеров). При этом вся обработка информации проводилась на месте, но ее результаты передавались на централизованные ресурсы. Режим обратного разделения времени.

Эволюция компьютерных сетей
Этапы развития
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Самое главное — это опять же совместное использование ресурса. То самое обратное разделение времени, но уже на принципиально другом уровне. Здесь уже оно применяется не для снижения стоимости системы, а с целью более эффективного использования ресурсов, имеющихся в распоряжении компьютеров.

Эволюция компьютерных сетей
"точка-точка"
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Наиболее простой случай - непосредственное соединение двух устройств (ЭВМ) физическим каналом.
Такое соединение называется связью "точка-точка" (point-to-point).
Частный случай связи "точка-точка" - соединение компьютера с периферийным устройством.

Эволюция компьютерных сетей
"точка-точка"
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Связь компьютера с периферийным устройством (ПУ)

Эволюция компьютерных сетей
"точка-точка"
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Обмен данными между ПУ и компьютером
- данные, поступающие от контроллера на ПУ, например байты текста, который нужно распечатать на бумаге;
- команды управления, которые контроллер передает на устройство управления ПУ; в ответ на них оно выполняет специальные действия, например переводит головку диска на соответствующую дорожку или же выталкивает из принтера лист бумаги;
- данные, возвращаемые устройством управления ПУ в ответ на запрос от контроллера, например данные о готовности к выполнению операции.

Эволюция компьютерных сетей
"точка-точка"
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Обмен данными между ПУ и компьютером – печать текста на принтере
1. Приложение обращается с запросом на выполнение операции печати к операционной системе. В запросе указываются: адрес данных в оперативной памяти, идентифицирующая информация принтера и операция, которую требуется выполнить.

Эволюция компьютерных сетей
"точка-точка"
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Обмен данными между ПУ и компьютером – печать текста на принтере
2. Получив запрос, операционная система анализирует его, решает, может ли он быть выполнен, и если решение положительное, то запускает соответствующий драйвер, передавая ему в качестве параметров адрес выводимых данных. Дальнейшие действия, относящиеся к операции ввода-вывода, со стороны компьютера реализуются совместно драйвером и контроллером принтера.

Эволюция компьютерных сетей
"точка-точка"
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Обмен данными между ПУ и компьютером – печать текста на принтере
3. Драйвер передает команды и данные контроллеру, который помещает их в свой внутренний буфер. Пусть, например, драйвер загружает значение некоторого байта в буфер контроллера ПУ.

Эволюция компьютерных сетей
"точка-точка"
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Обмен данными между ПУ и компьютером – печать текста на принтере
4. Контроллер перемещает данные из внутреннего буфера во внешний порт.

Эволюция компьютерных сетей
"точка-точка"
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Обмен данными между ПУ и компьютером – печать текста на принтере
5. Контроллер начинает последовательно передавать биты в линию связи, представляя каждый бит соответствующим электрическим сигналом. Чтобы сообщить устройству управления принтера о том, что начинается передача байта, перед передачей первого бита данных контроллер формирует стартовый сигнал специфической формы, а после передачи последнего информационного бита — стоповый сигнал. Эти сигналы синхронизируют передачу байта. Кроме информационных бит, контроллер может передавать бит контроля четности для повышения достоверности обмена.

Эволюция компьютерных сетей
"точка-точка"
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Обмен данными между ПУ и компьютером – печать текста на принтере
6. Устройство управления принтера, обнаружив на соответствующей линии стартовый бит, выполняет подготовительные действия и начинает принимать информационные биты, формируя из них байт в своем приемном буфере. Если передача сопровождается битом четности, то выполняется проверка корректности передачи: при правильно выполненной передаче в соответствующем регистре устройства управления принтера устанавливается признак завершения приема информации. Наконец, принятый байт обрабатывается принтером — выполняется соответствующая команда или печатается символ.

Эволюция компьютерных сетей
"точка-точка"
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Распределение функций между драйвером и контроллером
Драйвер:
- ведение очередей запросов;
- буферизация данных;
- подсчет контрольной суммы последовательности байтов;
- анализ состояния ПУ;
- загрузка очередного байта данных (или команды) в регистр контроллера;
- считывание байта данных или байта состояния ПУ из регистра контроллера.
Контроллер:
преобразование байта из регистра (порта) в последовательность бит;
передача каждого бита в линию связи;
обрамление байта стартовым и стоповым битами – синхронизация;
формирование бита четности;
установка признака завершения приема/передачи байта.

Эволюция компьютерных сетей
"точка-точка"
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Связь двух компьютеров

Эволюция компьютерных сетей
"точка-точка"
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Связь двух компьютеров функционирует аналогично связи компьютер – ПУ.
Правила обмена сообщениями между Приложениями –протокол взаимодействия Приложений.

Эволюция компьютерных сетей
"точка-точка"
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Протокол взаимодействия Приложений.
1. Приложение А формирует очередное сообщение (содержащее, например, строку, которую необходимо вывести на принтер) приложению В, помещает его в буфер оперативной памяти и обращается к ОС с запросом на передачу содержимого буфера на компьютер В.

Эволюция компьютерных сетей
"точка-точка"
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Протокол взаимодействия Приложений.
2. ОС компьютера А обращается к драйверу COM-порта, который инициирует работу контроллера

Эволюция компьютерных сетей
"точка-точка"
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Протокол взаимодействия Приложений.
3. Действующие с обеих сторон пары драйверов и контроллеров COM-порта последовательно, байт за байтом, передают сообщение на компьютер В.

Эволюция компьютерных сетей
"точка-точка"
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Протокол взаимодействия Приложений.
4. Драйвер компьютера В периодически выполняет проверку на наличие признака завершения приема, устанавливаемого контроллером при правильно выполненной передаче данных, и при его появлении считывает принятый байт из буфера контроллера в оперативную память, тем самым делая его доступным для программ компьютера В.
В некоторых случаях драйвер вызывается асинхронно, по прерываниям от контроллера.
Аналогично реализуется и передача байта в другую сторону — от компьютера B к компьютеру A.

Эволюция компьютерных сетей
"точка-точка"
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Протокол взаимодействия Приложений.
5. Приложение В принимает сообщение, интерпретирует его, и в зависимости от того, что в нем содержится, формирует запрос к своей ОС на выполнение тех или иных действий с принтером. В нашем примере сообщение содержит указание на печать текста, поэтому ОС передает драйверу принтера запрос на печать строки.

Эволюция компьютерных сетей
"точка-точка"
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Протокол взаимодействия Приложений.
6. Далее выполняются все действия 1-6, описывающие выполнение запроса приложения к ПУ в соответствии с рассмотренной ранее схемой "локальная ОС — драйвер ПУ — контроллер ПУ — устройство управления ПУ" (см. предыдущий раздел). В результате строка будет напечатана.

Эволюция компьютерных сетей
Клиент,редиректор, сервер
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Специальный программный модуль, который (вместо приложения А) будет выполнять формирование сообщений-запросов к удаленной машине и прием результатов для всех приложений.
Такой служебный модуль называется клиентом.

Эволюция компьютерных сетей
Клиент,редиректор, сервер
Сети ЭВМ и средства коммуникации
На стороне компьютера В (на месте приложения В) должна работать другая специализированная программа — сервер, постоянно ожидающий прихода запросов на удаленный доступ к принтеру (или файлам, расположенным на диске) этого компьютера. Сервер, приняв запрос из сети, обращается к локальному ПУ, возможно, с участием локальной ОС.

Эволюция компьютерных сетей
Клиент,редиректор, сервер
Сети ЭВМ и средства коммуникации
Очень удобной и полезной функцией клиентской программы является способность отличить запрос к удаленному файлу от запроса к локальному файлу. Если клиентская программа умеет это делать, она сама распознает и перенаправляет (redirect) запрос к удаленной машине. Отсюда и название, часто используемое для клиентской части — редиректор.