Классификация по моделям сетевого взаимодействия
По моделям сетевого взаимодействия можно выделить сети, которые построены в соответствии с моделью: централизованной обработки информации,
«клиент-сервер», распределенной обработки информации, совместной обработки информации, «клиент-сеть».
В сетях, построенных в соответствии с моделью централизованной обработки информации, предполагается наличие некоторого центрального компьютера, все ресурсы которого (устройства, приложения, данные) предлагаются для совместного использования пользователями компьютерной сети (Рисунок 1.7). Такой центральный компьютер часто называется мейнфреймом (mainframe) или хостом (host), а пользователи сети подключаются к этому компьютеру при помощи локальных устройств – терминалов. Терминал обычно включает в себя коммуникационное оборудование, устройства ввода и вывода информации.
Рисунок 1.7 – Модель централизованной обработки информации Учитывая простоту исполнения терминала, данные устройства также часто
называются тонкими клиентами (thin client). Терминал (тонкий клиент) не обязан иметь процессор, запоминающее устройство и другие компоненты, присущие полноценному компьютеру. Отсутствие или максимальное упрощение таких компонент приводит к снижению стоимости и упрощению обслуживания пользовательского оборудования, что в настоящее время часто служит причиной создания сетей на основе модели централизованной обработки информации.
|
Строго говоря, компьютерные сети на основе централизованной обработки информации нельзя считать полноценными сетями, так как терминалы не позволяют обрабатывать информацию, их использование лишь обеспечивает доступ пользователя к ресурсам центрального компьютера. Такую сеть фактически можно понимать, как многопользовательский компьютер, который позволяет осуществлять одновременную работу нескольких пользователей с разных рабочих мест. Вместе с тем подобная организация работы позволяет решать многие задачи совместного использования информационных ресурсов, которые возлагаются на технологии компьютерных сетей.
Терминальный доступ (модель «терминал – хост») исторически являлся первым способом организации сетевой работы. В настоящее время эта технология используется, как правило, для удаленного администрирования компьютеров (удаленный доступ к консоли, доступ к удаленному рабочему столу), для работы с удаленными приложениями, а также для создания информационных систем, где критичным параметром является низкая стоимость, простота обслуживания и высокая надежность клиентских устройств (системы массового обслуживания и др.).
Модель «клиент-сервер», в отличие от предыдущей модели сетевого взаимодействия, уже предполагает обработку информации на клиентском устройстве (Рисунок 1.8). Общую структуру модели сетевого взаимодействия
«клиент-сервер» можно представить так:
в сети есть клиентские компьютеры (рабочие станции пользователей) и как минимум один компьютер, который выполняет роль сервера (сервер – это компьютер, который часть своих ресурсов предоставляет в общий доступ);
при выполнении своих задач клиенты обращаются к серверу для получения информации (обращаются к файлам, базам данных, различным приложениям для выполнения вычислений и др.);
|
3) сервер предоставляет необходимую информацию клиенту, где после получения этой информации проводится дальнейшая ее обработка в соответствии с решаемой задачей.
Рисунок 1.8 – Модель «клиент-сервер»
Говоря о модели сетевого взаимодействия «клиент-сервер», следует понимать, что существует также такое понятие, как архитектура сетевых приложений «клиент-сервер», что вносит определенную путаницу в терминологию.
Понятие архитектуры «клиент-сервер» связано с разделением сетевого приложения на две части – серверную и клиентскую. Клиентская часть приложения обращается с запросом к серверной части, на сервере производятся вычисления (поиск необходимой информации в базе данных или др.), полученные результаты отправляются клиентской части, где осуществляется дальнейшая обработка.
Клиент-серверная архитектура противопоставляется файл-серверной архитектуре сетевых приложений, предполагающей, что на сервере осуществляется лишь хранение данных сетевого приложения, но не их обработка. Однако если говорить о клиент-сервере как модели сетевого взаимодействия, то файл-серверная архитектура сетевых приложений тоже относится к модели «клиент-сервер».
Заметим также, что в качестве сервера может выступать как отдельный компьютер (выделенный сервер), так и рабочая станция пользователя, часть ресурсов которой предоставляется в общий доступ. Во втором случае говорят о
|
взаимодействии «равный с равным» (peer-to-peer), а компьютерные сети, где реализована лишь эта модель, называют одноранговыми.
Кроме этого, в ряде случаев сервер тоже может выступать в роли клиента, запрашивая некоторые ресурсы у другого сервера. Такой способ взаимодействия позволяет реализовать многоуровневую архитектуру сетевых приложений.
Весьма часто в компьютерных сетях одновременно реализуются все указанные выше модели – имеется выделенный сервер (сетевое хранилище данных), рабочие станции, которые часть своих ресурсов предоставляют в общий доступ, а также рабочие станции, которые могут выступать лишь в роли клиента компьютерной сети.
Модель распределенной обработки информации (distributed computing) является развитием модели «клиент-сервер» и предполагает, что в компьютерной сети имеется несколько серверов, каждый из которых оптимизирован для решения
«своей» задачи – хранение информации, управление базой данных, осуществление вычислений, организация доступа в Интернет и др. (Рисунок 1.9). Подобная модель позволяет решать задачи, требующие большого объема вычислительных ресурсов, а также обеспечивает более гибкий подход к планированию, разработке и администрированию компьютерной сети за счет возможной «специализации» отдельных серверов, что в итоге позволяет создавать надежные и высокопроизводительные сети. Модель распределенной обработки информации широко используется в компьютерных сетях, обеспечивающих функционирование различных корпоративных информационных систем.
Рисунок 1.9 – Модель распределенной обработки информации
|
Рисунок 1.10 – Модель совместной обработки информации
Еще одна модель, предполагающая использование многих серверов, называется моделью совместной обработки информации (collaborative computing, cooperative processing) (Рисунок 1.10). В этой модели, однако, в отличие от предыдущей, предполагается, что отдельные серверы используются для решения одинаковых задач – общая задача компьютерной сети «распределяется» по отдельным серверам, что улучшает производительность и повышает отказоустойчивость (т.к. выход из строя любого из серверов не приводит к отказу всей компьютерной сети, а лишь незначительно снижает производительность), а также позволяет гибко управлять имеющимися мощностями, добавляя или убирая необходимое количество серверов.
Классическим примером вычислительных систем, построенных на основе модели совместной обработки информации, является кластер и грид. Кластер – это группа компьютеров, объединённых высокоскоростными каналами связи, представляющая с точки зрения пользователя единый унифицированный компьютерный ресурс. Как правило, кластеры создаются организациями для получения вычислительных систем высокой производительности (сравнимой с производительность суперкомпьютеров).
Грид-система, в отличие от кластера, снимает требование скоростной связи серверов. Как и кластер, грид-система состоит из множества серверов, однако они не обязаны объединяться между собой высокоскоростными каналами связи. Это, в свою очередь, означает, что отдельные узлы грид-системы могут располагаться на
|
значительном удалении друг от друга, принадлежать различным владельцам. Узлы грид-системы получают задание на вычисления от центрального узла, затем этому же узлу отправляют и полученные результаты (предполагается, что вычисления проводятся без обмена информацией с другими узлами).
Такая особенность грид-систем позволяет организовать вычисления на основе добровольного участия простых пользователей Интернета, пожелавших принять участие в некотором проекте грид-вычислений (добровольный грид).
Пользователи (участники добровольного грида) устанавливают на свой компьютер специальное программное обеспечение, позволяющее выполнять вычисления в тот момент, когда компьютер простаивает.
Как правило, проекты добровольных грид-вычислений нацелены на решение ресурсоемких научных задач: выполнение трудоемких математических вычислений, анализ физических экспериментов, разработка и изучение свойств новых лекарственных препаратов, прогнозирование стихийных бедствий и даже поиск внеземных цивилизаций.
Еще одна модель сетевых взаимодействий, получившая широкое распространение в современных компьютерных сетях, называется моделью
«клиент-сеть» (client-network) (Рисунок 1.11). Эта модель лежит в основе идеи облачных вычислений, на основе которой реализованы очень многие сервисы Интернета, позволяющие пользователям вести разработку и публикацию собственной информации.
Рисунок 1.11 – Модель «клиент-сеть»
|
Модель «клиент-сеть» предполагает, что пользователи получают доступ к определенным сервисам, а не к конкретным серверам. Специальные службы сети определяют, на каком именно сервере будет выполняться запрос пользователя. При этом пользователю безразлично, где именно хранятся данные и осуществляются вычисления – важно, что пользователь может обратиться к нужному сервису и получить услугу.
Модель «клиент-сеть» значительно упрощает работу как пользователя, так и владельца сетевого сервиса. Пользователям не требуется знать излишних технических подробностей для доступа к сетевым ресурсам (например, точных имен серверов, новых адресов, которые могли измениться вследствие расширения сети и др.). Владельцы могут произвольно изменять структуру своих сетевых сервисов, наращивать производительность, менять оборудование и др., не останавливая предоставление услуги и не опасаясь потерять своих пользователей вследствие изменения каких-либо технических характеристик.
Выводы по разделу один:
В данном разделе были рассмотрены основные концепции построения, назначения и виды сетей передачи информации. В связи с этим возможно подвести ряд заключений:
ЛВС Ethernet одна из самых популярных в наше время и соответствует всему списку предъявленных критерий;
ЛВС Ethernet обладает большой пропускной способностью, это разрешает действовать с современными мультимедийными приложениями.
ЛВС Ethernet применяет топологию «звезда-шина», это дает возможности, без каких либо проблем менять, расширять и модернизировать сеть с меньшими финансовыми и трудовыми расходами;
Анализ основной информации ЛВС позволит гораздо легче конфигурировать ее по данным параметрам.
| |
Скачать 1.24 Mb.