Подбор программно-технического комплекса ЛВС для автоматизации работы бухгалтерии АОЗТ "Донецкое пуско-наладочное управление № 414 "Донбасэлектромонтаж"

- отношение стоимость/производительность;

- надежность и отказоустойчивость;

- масштабируемость;

- совместимость и мобильность программного обеспечения.

Отношение стоимость/производительность. Появление любого нового направления в вычислительной технике определяется требованиями компьютерного рынка. Поэтому у разработчиков компьютеров нет одной единственной цели.

Для сравнения различных компьютеров между собой обычно используются стандартные методики измерения производительности. Эти методики позволяют разработчикам и пользователям использовать полученные в результате испытаний количественные показатели для оценки тех или иных технических решений, и в конце концов именно производительность и стоимость дают пользователю рациональную основу для решения вопроса, какой компьютер выбрать.

Важнейшей характеристикой вычислительных систем является надежность. Повышение надежности основано на принципе предотвращения неисправностей путем снижения интенсивности отказов и сбоев за счет применения электронных схем и компонентов с высокой и сверхвысокой степенью интеграции, снижения уровня помех, облегченных режимов работы схем, обеспечение тепловых режимов их работы, а также за счет совершенствования методов сборки аппаратуры.

Отказоустойчивость - это такое свойство вычислительной системы, которое обеспечивает ей, как логической машине, возможность продолжения действий, заданных программой, после возникновения неисправностей. Введение отказоустойчивости требует избыточного аппаратного и программного обеспечения. Направления, связанные с предотвращением неисправностей и с отказоустойчивостью, - основные в проблеме надежности. Концепции параллельности и отказоустойчивости вычислительных систем естественным образом связаны между собой, поскольку в обоих случаях требуются дополнительные функциональные компоненты. Поэтому, собственно, на параллельных вычислительных системах достигается как наиболее высокая производительность, так и, во многих случаях, очень высокая надежность. Имеющиеся ресурсы избыточности в параллельных системах могут гибко использоваться как для повышения производительности, так и для повышения надежности. Структура многопроцессорных и многомашинных систем приспособлена к автоматической реконфигурации и обеспечивает возможность продолжения работы системы после возникновения неисправностей.

Следует помнить, что понятие надежности включает не только аппаратные средства, но и программное обеспечение. Главной целью повышения надежности систем является целостность хранимых в них данных.

Масштабируемость представляет собой возможность наращивания числа и мощности процессоров, объемов оперативной и внешней памяти и других ресурсов вычислительной системы. Масштабируемость должна обеспечиваться архитектурой и конструкцией компьютера, а также соответствующими средствами программного обеспечения.

Добавление каждого нового процессора в действительно масштабируемой системе должно давать прогнозируемое увеличение производительности и пропускной способности при приемлемых затратах. Одной из основных задач при построении масштабируемых систем является минимизация стоимости расширения компьютера и упрощение планирования. В идеале добавление процессоров к системе должно приводить к линейному росту ее производительности. Однако это не всегда так. Потери производительности могут возникать, например, при недостаточной пропускной способности шин из-за возрастания трафика между процессорами и основной памятью, а также между памятью и устройствами ввода/вывода. В действительности реальное увеличение производительности трудно оценить заранее, поскольку оно в значительной степени зависит от динамики поведения прикладных задач.

Возможность масштабирования системы определяется не только архитектурой аппаратных средств, но зависит от заложенных свойств программного обеспечения. Масштабируемость программного обеспечения затрагивает все его уровни от простых механизмов передачи сообщений до работы с такими сложными объектами как мониторы транзакций и вся среда прикладной системы. В частности, программное обеспечение должно минимизировать трафик межпроцессорного обмена, который может препятствовать линейному росту производительности системы. Аппаратные средства (процессоры, шины и устройства ввода/вывода) являются только частью масштабируемой архитектуры, на которой программное обеспечение может обеспечить предсказуемый рост производительности. Важно понимать, что простой переход, например, на более мощный процессор может привести к перегрузке других компонентов системы. Это означает, что действительно масштабируемая система должна быть сбалансирована по всем параметрам.

Концепция программной совместимости впервые в широких масштабах была применена разработчиками системы IBM/360. Основная задача при проектировании всего ряда моделей этой системы заключалась в создании такой архитектуры, которая была бы одинаковой с точки зрения пользователя для всех моделей системы независимо от цены и производительности каждой из них. Огромные преимущества такого подхода, позволяющего сохранять существующий задел программного обеспечения при переходе на новые (как правило, более производительные) модели были быстро оценены как производителями компьютеров, так и пользователями и начиная с этого времени практически все фирмы-поставщики компьютерного оборудования взяли на вооружение эти принципы, поставляя серии совместимых компьютеров. Следует заметить однако, что со временем даже самая передовая архитектура неизбежно устаревает и возникает потребность внесения радикальных изменений архитектуру и способы организации вычислительных систем.

В настоящее время одним из наиболее важных факторов, определяющих современные тенденции в развитии информационных технологий, является ориентация компаний-поставщиков компьютерного оборудования на рынок прикладных программных средств. Это объясняется прежде всего тем, что для конечного пользователя в конце концов важно программное обеспечение, позволяющее решить его задачи, а не выбор той или иной аппаратной платформы. Переход от однородных сетей программно совместимых компьютеров к построению неоднородных сетей, включающих компьютеры разных фирм-производителей, в корне изменил и точку зрения на саму сеть: из сравнительно простого средства обмена информацией она превратилась в средство интеграции отдельных ресурсов - мощную распределенную вычислительную систему, каждый элемент которой (сервер или рабочая станция) лучше всего соответствует требованиям конкретной прикладной задачи.

Этот переход выдвинул ряд новых требований. Прежде всего такая вычислительная среда должна позволять гибко менять количество и состав аппаратных средств и программного обеспечения в соответствии с меняющимися требованиями решаемых задач. Во-вторых, она должна обеспечивать возможность запуска одних и тех же программных систем на различных аппаратных платформах, т.е. обеспечивать мобильность программного обеспечения. В третьих, эта среда должна гарантировать возможность применения одних и тех же человеко-машинных интерфейсов на всех компьютерах, входящих в неоднородную сеть. В условиях жесткой конкуренции производителей аппаратных платформ и программного обеспечения сформировалась концепция открытых систем, представляющая собой совокупность стандартов на различные компоненты вычислительной среды, предназначенных для обеспечения мобильности программных средств в рамках неоднородной, распределенной вычислительной системы.

Одним из вариантов моделей открытой среды является модель OSE (Open System Environment), предложенная комитетом IEEE POSIX. На основе этой модели национальный институт стандартов и технологии США выпустил документ "Application Portability Profile (APP). The U.S. Government's Open System Environment Profile OSE/1 Version 2.0", который определяет рекомендуемые для федеральных учреждений США спецификации в области информационных технологий, обеспечивающие мобильность системного и прикладного программного обеспечения. Все ведущие производители компьютеров и программного обеспечения в США в настоящее время придерживаются требований этого документа.

1.2 Технические средства локальной вычислительной сети

1.2.1 Модели взаимодействия открытых систем OSI

Модель взаимодействия открытых систем - OSI (Open System Interconnect) модель, является дальнейшей детализацией процессов взаимодействия прикладных программ в открытых системах. В OSI модели достаточно сложная задача разработки единого интерфейса между взаимодействующими компьютерами разбита на семь более простых. В каждом компьютере передаваемые данные проходят семь уровней преобразований, образующих стек интерфейсов и протоколов взаимодействия, как показано на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 - OSI модель взаимодействия открытых систем

Многоуровневая обработка передаваемых данных в компьютерах объясняется существенными отличиями понятий, которыми оперируют прикладные программы и сетевые устройства. Так, например, прикладная программа оперирует текстовыми документами, таблицами и схемами, а передающие и принимающие сетевые устройства воспринимают их только в виде логических нулей и единиц, которые к тому же в среде передачи данных могут быть представлены электрическими, оптическими или радио сигналами. Следующей проблемой является адресация передаваемых данных. Если передающее устройство воспринимает только физические адреса доступных ему устройств, то прикладная программа должна указать какие данные, какой программы, какого компьютера такой-то подсети такой-то сети нужно передать.

Семь уровней OSI модели могут быть разделены на две категории: верхние и нижние уровни.

Верхние уровни - прикладной, представлений и сеансовый, уровни приложений, взаимодействуют с прикладной программой и могут быть реализованы только программным способом. Прикладной уровень работает непосредственно с прикладной программой, которая должна иметь в своем составе специальный компонент для взаимодействия с приложениями других систем.

Нижние уровни модели называются уровнями передачи данных. Реализация физического и канального уровней обеспечивается программными средствами и специальной сетевой аппаратурой. При этом физический уровень является ответственным за непосредственную передачу данных между устройствами.

В модели OSI на рисунке 1.3 стрелками показано вертикальное и горизонтальное перемещение данных во взаимодействующих системах. Вертикальные стрелки обозначают передачу данных от одного уровня к другому внутри одной системы. Проходя вниз по уровням модели, данные преобразуются в формат, воспринимаемый физическим уровнем, передаются в другую систему, в которой проходят обратный путь снизу вверх. Каждый уровень модели предоставляет свои услуги смежному верхнему уровню и пользуется услугами смежного нижнего уровня.

Несмотря на то, что в процессе передачи данных каждый уровень обслуживает запросы смежного верхнего уровня, основной его задачей является подготовка информации для одноименного уровня в другой системе. Горизонтальные стрелки в модели OSI означают, что хоть одноименные уровни непосредственно не обмениваются данными, но подготавливаемая каждым уровнем информация предназначена и будет воспринята только аналогичным уровнем другой системы.

Процесс преобразования данных при их передаче между уровнями модели проиллюстрирован на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 - Процесс обмена данными в модели OSI

Порция передаваемой между уровнями OSI модели данных состоит из заголовка и непосредственно данных. Заголовок содержит служебную информацию соответствующего уровня модели.

Предположим, что прикладной программе компьютера А нужно передать данные или запрос на получение данных некоторой программе компьютера В. Смысловое значение передаваемых прикладной программой данных, данные это, запрос или что-то ещё, понятно только прикладной программе, которой оно адресовано. Для уровней OSI модели это просто порция информации. Прикладная программа запрашивает сервис прикладного уровня компьютера А и передает ему данные. Прикладной уровень компьютера А добавляет к полученным данным свой заголовок со служебной информацией, которая является смысловой только для прикладного уровня модели компьютера В, и передает их на уровень представлений. Уровень представлений, в свою очередь, добавляет к полученным данным свой заголовок и передает его на следующий нижележащий уровень. Таким образом, каждый раз увеличиваясь в объеме на величину добавляемого заголовка, данные доходят до физического уровня и передаются в другой компьютер. При этом передаваемые данные содержат вложенные заголовки всех уровней модели.

В компьютере В происходит обратный процесс. Физический уровень компьютера В передает полученные данные на канальный уровень, который отделяет заголовок, выполняет предписанные в нем действия и передает оставшиеся данные на сетевой уровень. Сетевой уровень отделяет от полученных данных предназначенный ему заголовок, выполняет необходимые действия и передает оставшиеся данные на верхний уровень и так далее. Прикладной уровень компьютера В передает данные прикладной программе, которой они адресованы.

Эталонная модель определяет функции уровней обмена следующим образом.

Физический уровень отвечает за подключение к среде передачи данных и определяет электротехнические, механические, процедурные и функциональные спецификации активизации и поддержания функционирования канала обмена между взаимодействующими системами. Спецификации физического уровня также определяют характеристики среды передачи данных. Такими характеристиками могут быть уровни напряжений и временные параметры сигналов, частотные характеристики, типы кабелей и разъемов, максимальные расстояния между устройствами и другие.

Канальный уровень обеспечивает надежную передачу данных через физический канал. В его функции входит формирование, прием и передача кадров данных, получаемых от сетевого и физического уровней. Спецификации канального уровня определяют различные характеристики сети и протокола обмена, включая физическую адресацию устройств, топологию сети, уведомление об ошибках, последовательность передаваемых кадров данных, загрузку каналов обмена.

Сетевой уровень определяет сетевые адреса компьютеров источника и приемника информации, которые отличаются от их физических адресов. Поскольку этот уровень имеет дело с логической организацией информационной сети, маршрутизаторы могут использовать его для определения направления передачи данных.

Транспортный уровень является ответственным за то, чтобы данные не содержали ошибок, а кадры были переданы в соответствующей последовательности. Если в данных обнаруживается ошибка, то они должны быть переданы повторно.

Транспортный уровень также управляет потоком обмена и следит, чтобы передающее устройство не посылало данных больше, чем может обработать приемное. Этот уровень выполняет функции мультиплексирования, то есть обеспечение приема данных от разных приложений и их отправку по одной физической линии связи. Этот же уровень отвечает за организацию и поддержание виртуальных сетей.

Сеансовый уровень управляет началом и окончанием сеансов обмена данными. Он обеспечивает формирование запросов на передачу данных и ответных действий между приложениями, работающими в разных сетях, то есть осуществляет синхронизацию процессов передачи и приема данных в передающем и принимающем компьютерах.

Представительный уровень обеспечивает возможность обмена данными между приложениями, использующими различные методы кодирования, форматы и структуры данных, то есть отвечает за то, чтобы информация, посылаемая из прикладного уровня одной системы, была читаемой прикладным уровнем другой системы. Например, приложения могут использовать разные форматы графических изображений - GIF и JPEG. При наличии подобных различий представительный уровень осуществляет перекодирование, трансляцию, переформатирование данных и другие необходимые операции.

Прикладной уровень определяет возможность осуществления обмена данными между приложениями компьютеров и, если такая возможность есть, инициирует действия нижних уровней модели. Получив от соответствующего компонента приложения запрос на обслуживание, прикладной уровень определяет наличие в сети партнера, возможность установления с ним связи и достаточность ресурсов для реализации обмена. Напрямую взаимодействуя с приложениями, прикладные уровни синхронизируют их работу в рамках обмена данными.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6