Лекция 1: Введение в предмет «Сетевые технологии»

Лекция 1: Введение в предмет «Сетевые технологии»
План:
1. Зачем нужны компьютерные сети?
2. Клиент-серверное взаимодействие и типы серверов
Компьютерная сеть
1. При использовании «больших» компьютеров с одним или несколькими терминалами все пользователи имеют доступ к одним и тем же ресурсам (аппаратным, программным, информационным)
2. При переходе на использование нескольких компьютеров ("больших" или персональных) возникали проблемы организации использования ресурсов
3. При работе в автономной среде (без подключения к сети) компьютер может использовать только локальные ресурсы.
4. Работа в сетевой среде позволяет передавать данные между компьютерами
Далее мы рассмотрим некоторые преимущества использования сети.
Обмен файлами
1. Сеть позволяет передавать данные (файлы) между устройствами без использования дополнительных носителей (CD/DVD-ROM, флешки и т.п.).
а. На практике это делается с помощью одного из механизмов, описанных ниже.
Обмен ресурсами
1. В независимой среде пользователь может использовать только устройства, подключенные к его компьютеру.
2. В сетевом окружении можно организовать доступ к устройствам на другом устройстве.
3. Общие ресурсы
а. файловая система б. место на диске v. писцы г. подключение к интернету эл. другие источники
Разделение программ
Клиент-серверные приложения
Взаимодействие между клиентами и серверами обычно состоит из следующих шагов.
Клиент
1. Генерация запроса
2. Отправить запрос на сервер
3. Получить результат с сервера
4. Интерпретация результата
Сервер
1. Пройти опрос у клиента
2. Обработка запроса и
формирование результата
3. Отправка результата клиенту
Клиент-серверные приложения...
Тип запроса, способ работы и результат зависят от программы
Клиент может запросить текущее время, и в этом случае сервер определит местное время и отправит его клиенту.
Клиент может запросить отчет из базы данных, в этом случае сервер должен создать выборку данных из базы данных и представить результат клиенту (например, в виде таблицы)
Клиентская и серверная части могут работать на одном компьютере и т.д.
По сути, любое программное взаимодействие имеет клиент-серверную архитектуру.
В одноранговой сети все компьютеры равноправны, каждый из них выполняет как серверную, так и серверную части программ
Часто в сети есть выделенный сервер, который управляет серверными частями одного или нескольких приложений.
Использование выделенных серверов
позволяет более эффективно выполнять актуальные задачи за счет концентрации необходимых ресурсов
обеспечивает централизованное управление
Существует большое количество клиент-серверных приложений и совместимых типов серверов.
Файловый сервер разделяет файловые системы и используется для хранения и управления информацией для пользователей.
Типы серверов
Сервер печати поддерживает очередь печати и предоставляет приложениям доступ к устройству печати.
Сервер служб безопасности содержит информацию о пользователях и пользователях сети, обеспечивающую работу системы защиты ресурсов.
Приложение-сервер выполняет серверные части клиент-серверных приложений.
Почтовый сервер отвечает за работу системы электронной почты; в зависимости от каналов связи обеспечивает передачу сообщений внутри сети или через Интернет или другую глобальную сеть.
Дистанционное управление...
1. Линейка обслуживает десятки и сотни компьютеров, расположенных в разных шкафах или зданиях.
2. Ему нужны средства для эффективной работы
а. Дистанционно узнавайте о ситуации на интересующем компьютере
б. Удаленное изменение настроек при необходимости
3. Инструменты удаленной настройки приложений
а. В простейшей форме файлы конфигурации приложения являются общими.
б. В Windows есть встроенные инструменты, позволяющие получить доступ к конфигурации удаленного узла (удаленный реестр, MMC, ...).
в. Веб-интерфейс конфигурации (SWAT)
4. Удаленный рабочий стол - администратор может видеть содержимое экрана удаленного компьютера, а его движения мышью на клавиатуре или мышью передаются на удаленный компьютер, причем локально
а. Встроенные инструменты операционной системы (например, Windows XP / Vista Remote Assistance)
5. Сторонние инструменты (Удаленный рабочий стол, Любой ПК, RAdmin и т.д.)
6. Удаленный сеанс — пользовательский интерфейс приложений запускается на одном компьютере, а приложения запускаются на другом.
а. telnet/ssh - удаленные терминалы (UNIX)
б. X Window — это архитектура, которая отделяет выполнение приложения от работы его пользовательского интерфейса (UI), позволяя выполнять приложение и его интерфейс на одном и том же компьютере и на разных компьютерах.
в. Начиная с сервера терминалов Windows NT 4.0, серверные версии операционной системы Windows поддерживают длительные сеансы.
Распределенных вычислений ...
1. Слишком много задач из-за нехватки ресурсов одного компьютера.
а. Расчет деформации неоднородного объекта
б. б) информация о погоде
в. рассчитать движение воды в океане
г. г) рассчитать обтекание объекта (например, крыла самолета или автомобиля),
е. и так далее.
2. Распределенные вычисления — параллельная обработка данных, при которой несколько устройств обработки расположены далеко друг от друга.
а. Например, при использовании каналов связи локальных или глобальных сетей, объединении нескольких отдельных компьютеров и организации вычислений в многосетевых вычислительных комплексах.
3. Многосетевые системы для распределенных вычислений состоят из компьютеров разной архитектуры, и сетевые соединения между ними каким-то образом организованы.
4. С точки зрения аппаратной части каждый такой комплекс в некотором смысле уникален.

5. По программе (1)

а. Вы можете самостоятельно разработать логику сетевого взаимодействия и использовать ее для передачи данных по сети с помощью программного интерфейса (например, программного интерфейса сокетов)
б. Вы можете использовать популярные парадигмы параллельных вычислений и связанные библиотеки (например, реализации MPI).
С точки зрения программного обеспечения (2)
в. Вы можете использовать архитектуру со специальной кнопкой, которая планирует и делегирует вычисления другим узлам.
я. Такой подход можно использовать, если задачи решаются самостоятельно.
II. Популярен при использовании распределенных систем со значительными показателями производительности.
6. С точки зрения программы (2)
а. Можно использовать архитектуру параллельного выполнения задачи нескольким пирам
я. Параллельный алгоритм используется, когда требуется передать большой объем данных.
II. Максимальная эффективность достигается за счет использования одних и тех же узлов, соединенных высокоскоростной сетью.

б. .Message Passing Interface (MPI, data interface) — механизм распределения вычислительной нагрузки и организации передачи данных между процессорами.

в. MPI предполагает, что одна программа будет разработана для работы на нескольких процессорах.
7. MPI поддерживает многократную передачу данных между процессорами.
8. Существует стандарт MPI, который описывает организацию сообщений и требования к реализации многих программ.
Координация деятельности...
1. Совместная работа над задачей требует обмена информацией и синхронизации действий.
2. Есть много способов взаимодействия людей в Интернете.
3. Организация публичного доступа к информации
4. Сообщения
5. Центрированные таблицы...
6. Организация публичного доступа к информации
7. Позволяет обмениваться информацией
8. Обмен файлами
9. Интернет-печать
10. Сообщения
а) электронная почта
б) Интернет-мессенджеры (ICQ, MSN-messenger, ...)
c) Голосовые и видеозвонки (Skype, ...)
Централизованные столы
12. Сохраните свое расписание и свяжите его с расписаниями других людей и т. д.
Резюме
1. Использование компьютерных сетей обеспечивает многие преимущества работы в автономной среде.
Практически все виды взаимодействия программ носят клиент-серверный характер. Использование выделенных серверов позволяет объединять ресурсы для решения конкретных задач.

Литература

1. В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. Компьютерная сеть. Принципы, технологии, протоколы. СПб: Питер, 2001.
2. Сети TCP/IP. Ресурсы Microsoft Windows 2000 Server. - М.: Русское издание, 2001.