logo
Компьютерные коммуникации и сети

Архитектура распределенных систем

Распределенная система обработки данных (РСОД) - любая система, позволяющая организовать взаимодействие независимых, но связанных между собой ЭВМ. Эти системы предназначены для автоматизации таких объектов, которые характеризуются территориальной распределенностью пунктов возникновения и потребления информации. Концептуально распределенная обработка подразумевает тот или иной вид организации сети связи и децентрализацию трех категорий ресурсов:

В распределенных системах обработки данных в той или иной степени осуществляется реализация следующих основных функций:

В настоящее время применяют различные подходы к классификации распределенных систем обработки данных по разным критериям. По степени однородности различают:

Полностью неоднородные РСОД характеризуются тем, что в них объединены ЭВМ, построенные на основе различных архитектур и функционирующие под управлением разных операционных систем (ОС). Как правило, РСОД этого типа в качестве коммуникационной службы используют глобальные сети, базирующиеся на протоколах Х.25, Frame relay, ATM, Internet-технология.

Частично неоднородные РСОД строят на базе однотипных ЭВМ, работающих под управлением различных ОС, либо они включают в себя компьютеры различных типов, работающие под управлением одной ОС. Например, IBM PC компьютеры управляются различными ОС: MS DOS, OS/2, Windows 95, Windows NT. Однородные распределенные системы строятся на однотипных вычислительных средствах, оснащенных одинаковыми операционными системами.

По архитектурным особенностям выделяют:

Под сетевой технологией понимается такая форма взаимодействия ЭВМ, при которой любой из процессов одной из машин по своей инициативе может установить логическую связь с любым процессом в любой другой ЭВМ.

В отличие от таких систем РСОД на основе систем телеобработки не обеспечивают полного, симметричного и независимого взаимодействия процессов.

По степени распределенности с позиций пользователя РСОД делятся на группы: глобальные, региональные и локальные.

К глобальным РСОД относят распределенные конфигурации, характеризующиеся:

В них можно выделить несколько способов организации взаимодействия между ЭВМ:

Рис. 1.1 Логическая структура РСОД

Основу локальных РСОД составляют сети со следующими характеристиками:

Под архитектурой РСОД будем понимать взаимосвязь ее логической, физической и программной структур.

Логическая структура РСОД отражает состав сетевых служб и связи между ними (Рис. 1 .1). В данной структуре информационно-вычислительная служба предназначена для решения задач пользователей сети. Терминальная служба обеспечивает взаимодействие терминалов с сетью. Сюда входит преобразование форматов и кодов, управление разнотипными терминалами, обработка процедур обмена информацией между терминалами и сетью и т.д. Транспортная служба предназначена для решения всех задач, связанных с передачей сообщений в сети. Она управляет маршрутами, потоками и данными, декомпозицией сообщений на пакеты и рядом других функций. Интерфейсная служба решает задачи обеспечения взаимодействий разнотипных ЭВМ, функционирующих под управлением различных ОС, имеющих разную архитектуру, длину слова, форматы представления данных и др. Кроме того, служба управления интерфейсами осуществляет взаимодействие ЭВМ, входящих в состав различных сетей. Административная служба управляет сетью, реализует процедуры реконфигурации и восстановления, собирает статистику о функционировании сети, осуществляет ее тестирование. Распределение элементов логической структуры по различным ЭВМ задает физическую структуру РСОД (Рис. 1 .2).

Элементами такой структуры являются ЭВМ, связанные между собой и с терминалами. В зависимости от реализации в ЭВМ той или иной сетевой службы в физической структуре можно выделить:

В одной ЭВМ могут реализовываться несколько служб.

Программная структура РСОД отражает состав компонентов сетевого программного обеспечения (ПО) и связи между ними. Очевидно, что состав сетевого ПО определяется логической структурой, т.е. функциями, выполняемыми ее службами. В то же время связи между компонентами ПО во многом зависят от физической структуры.

Рис. 1.2 Физическая структура РСОД

Сетевое ПО имеет многоуровневую иерархическую организацию. Что обусловлено двумя факторами:

Для иерархической организации необходимы правила взаимодействия программ, выполняемых в одной ЭВМ и находящихся на различных уровнях, и программ, находящихся на одном уровне, но расположенных в различных ЭВМ, т.е. четкое описание интерфейсов и протоколов.