Программное обеспечение информационных сетей.

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 14Следующая ⇒

Программное обеспечение информационных сетей выполняет координацию работы основных звеньев и элементов сети; организует коллективный доступ ко всем ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение ресурсов с целью повышения эффективности обработки информации; выполняет техническое обслуживание и контроль работоспособности сетевых устройств.

Сетевое программное обеспечение состоит из трех составляющих:

· общего программного обеспечения;

· системного программного обеспечения;

· специального программного обеспечения.

Общее программное обеспечение образуется из компонентов базового программного обеспечения отдельных компьютеров, входящих в состав сети, и включает в себя операционные системы, системы автоматизации программирования и системы технического обслуживания.

Системное программное обеспечение представляет собой комплекс программных средств, поддерживающих и координирующих взаимодействие всех ресурсов сети как единой системы.

Специальное программное обеспечение предназначено для максимального удовлетворения пользователей программами часто решаемых задач и, соответственно, содержит прикладные программы пользователя, ориентированные на специфику его предметной области.

Особая роль в программном обеспечении отводится операционным системам. Они имеются как в составе общего программного обеспечения (операционные системы отдельных компьютеров), так и в составе системного программного обеспечения: сетевая операционная система, устанавливаемая на сервере или на одном из компьютеров одноранговой сети.

Сетевая операционная система (СОС) включает в себя набор управляющих и обслуживающих программ, обеспечивающих:

· координацию работы всех звеньев и элементов сети;

· оперативное распределение ресурсов по элементам сети;

· распределение потоков заданий между узлами вычислительной сети;

· установление последовательности решения задач и обеспечение их общесетевыми ресурсами;

· контроль работоспособности элементов сети и обеспечение достоверности входной и выходной информации;

· защиту данных и вычислительных ресурсов от несанкционированного доступа;

· выдачу справок об использовании информационных, программных и технических ресурсов сети.

Функциональные возможности операционных систем расширяются с помощью утилит – специальных программ, используемых операционной системой для выполнения прикладных функций.

Трансляция сетевых адресов.

NAT (от англ. Network Address Translation — «преобразование сетевых адресов») — это механизм в сетях TCP/IP, позволяющий преобразовывать IP-адреса транзитных пакетов. Также имеет названия IP Masquerading, Network Masquerading и Native Address Translation.

Преобразование адреса методом NAT может производиться почти любым маршрутизирующим устройством — маршрутизатором, сервером доступа, межсетевым экраном. Наиболее популярным является SNAT, суть механизма которого состоит в замене адреса источника (англ. source) при прохождении пакета в одну сторону и обратной замене адреса назначения (англ. destination) в ответном пакете. Наряду с адресами источник/назначение могут также заменяться номера портов источника и назначения.

Принимая пакет от локального компьютера, роутер смотрит на IP-адрес назначения. Если это локальный адрес, то пакет пересылается другому локальному компьютеру. Если нет, то пакет надо переслать наружу в интернет. Но ведь обратным адресом в пакете указан локальный адрес компьютера, который из интернета будет недоступен. Поэтому роутер «на лету» транслирует (подменяет) обратный IP-адрес пакета на свой внешний (видимый из интернета) IP-адрес и меняет номер порта (чтобы различать ответные пакеты, адресованные разным локальным компьютерам). Комбинацию, нужную для обратной подстановки, роутер сохраняет у себя во временной таблице. Через некоторое время после того, как клиент и сервер закончат обмениваться пакетами, роутер сотрет у себя в таблице запись о n-ом порте за сроком давности.

Помимо source NAT (предоставления пользователям локальной сети с внутренними адресами доступа к сети Интернет) часто применяется также destination NAT, когда обращения извне транслируются межсетевым экраном на компьютер пользователя в локальной сети, имеющий внутренний адрес и потому недоступный извне сети непосредственно (без NAT).

Существует 3 базовых концепции трансляции адресов: статическая (Static Network Address Translation), динамическая (Dynamic Address Translation), маскарадная (NAPT, NAT Overload, PAT).

Статический NAT — Отображение незарегистрированного IP-адреса на зарегистрированный IP-адрес на основании один к одному. Особенно полезно, когда устройство должно быть доступным снаружи сети.

Динамический NAT — Отображает незарегистрированный IP-адрес на зарегистрированный адрес из группы зарегистрированных IP-адресов. Динамический NAT также устанавливает непосредственное отображение между незарегистрированным и зарегистрированным адресом, но отображение может меняться в зависимости от зарегистрированного адреса, доступного в пуле адресов, во время коммуникации.

Перегруженный NAT (NAPT, NAT Overload, PAT, маскарадинг) — форма динамического NAT, который отображает несколько незарегистрированных адресов в единственный зарегистрированный IP-адрес, используя различные порты. Известен также как PAT (Port Address Translation). При перегрузке каждый компьютер в частной сети транслируется в тот же самый адрес, но с различным номером порта.

Основные понятия теории систем (система, элемент, структура,

функция системы, целостность)

ТИС базируется на общей теории систем. Основой общей теории систем является системный подход, который предполагает рассмотрение исследуемого или проектируемого объекта в качестве некоторой системы.

Элемент – это минимальная неделимая часть системы. Элемент можно использовать только как целое. Неделимость элемента рассматривается как нецелесообразность учета в пределах модели данной системы его внутреннего строения.

Объекты называются элементами по соглашению, принимаемому с целью получения ответов на вопросы, стоящие перед исследователем. То есть неделимость элемента – это просто удобное понятие, а не физическое свойство.

Каждый элемент характеризуется конкретными свойствами, которые определяют его в данной системе однозначно.

Система – это совокупность связанных элементов любой природы, объединённых в одно целое для достижения определённой цели.

Связь – совокупность зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы. Установить связь между двумя элементами – это значит выявить наличие зависимостей их свойств. Связь характеризуется направлением, силой и характером (или видом). По первым двум признакам связи можно разделить на направленные и ненаправленные, сильные и слабые, а по характеру - на связи подчинения, наследования, равноправные (или безразличные), связи управления.

Связи можно разделить также по месту приложения (внутренние и внешние), по направленности процессов в системе в целом или в отдельных ее подсистемах (прямые и обратные). Прямые связи предназначены для заданной функциональной передачи вещества, энергии, информации или их комбинаций — от одного элемента к другому в направлении основного процесса.

Обратные связи, в основном, выполняют осведомляющие функции, отражая изменение состояния системы в результате управляющего воздействия на нее. Процессы управления, адаптации, саморегулирования, самоорганизации, развития невозможны без использования обратных связей.

Рис. Пример обратной связи

С помощью обратной связи сигнал (информация) с выхода системы (объекта управления) передается в орган управления. Здесь этот сигнал, содержащий информацию о работе, выполненной объектом управления, сравнивается с сигналом, задающим содержание и объем работы (например, план). В случае возникновения рассогласования между фактическим и плановым состоянием работы принимаются меры по его устранению.

Входы и выходы - материальные или информационные потоки входящие и выходящие из системы.

Под целью понимается совокупность результатов, определяемых назначением системы. Важнейшим свойством системы является её целостность.

Целостность означает принципиальную несводимость свойств системы к сумме свойств составляющих её элементов. Взаимодействие элементов системы порождает качественно новые функции и свойства системы, которых не было у отдельных элементов.

Множество элементов, составляющих систему, нельзя разбить на несвязанные подмножества. Удаление из системы одного или нескольких элементов приведёт к изменению свойств в направлении, отличном от цели. Искусственные (инженерные) системы описывают путём определения их функций и структур.

Функция системы – это правило получения результатов, предписанных целью системы. Функция устанавливает, что делает система для достижения поставленной цели и не определяет, как устроена система.

Структура системы – это фиксированная совокупность элементов системы и связей между ними.

Наиболее часто структура изображается в виде графа, где элементы – вершины, а связи – дуги.

20. Понятие и свойства сложной системы.

Информационные системы, динамика которых зависит от человека, принимающего решения, которые описываются большим числом параметров и на работу которых существенно влияют случайные факторы, относятся к классу сложных систем.

Продолжительность эксперимента с такими системами обычно велика, сравнима со сроком их жизни. Проведение активных экспериментов с такой системой иногда недопустимо, к тому же невозможны чистые опыты и систему приходится изучать во всём многообразии действующих факторов.

Сложные системы имеют следующие особенности:

1. Уникальность. Сложные системы – это уникальные объекты. Существующие аналоги заметно отличаются друг от друга.

2. Слабая структурированность теоретических и физических знаний о системе. Т.к. сложные системы уникальны, то процесс накопления знаний о них затруднён.

3. Составной характер системы. При изучении сложных систем приходится выполнять её разбиение на подсистемы. Это делается для упрощения процесса исследований. При этом нужно учитывать взаимодействие подсистем между собой и с внешней средой.

4. Разнородность подсистем и элементов, составляющих систему. 1) Физическая разнородность, т.е. подсистемы и элементы имеют различную физическую природу. 2) Разнородность математических моделей, описывающих функционирование различных элементов и подсистем.

5. Большая размерность системы. Наличие большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих элементов.

6. Многокритериальность оценок процессов, происходящих в системе. Невозможность однозначной оценки объясняется следующими обстоятельствами:

· Наличием множества подсистем, каждая из которых в общем случае оценивается по своим критериям.

· Множественностью показателей, иногда противоречивых, характеризующих работу всей системы.

· Наличие неформализуемых критериев, используемых при принятии решений (в случае когда решения основаны на практическом опыте лиц, принимающих решение).

7. Случайность и неопределённость факторов, действующих в системе. Основным источником случайных воздействий являются факторы внешней среды и отклонения от нормальных режимов функционирования, возникающие внутри системы. К факторам внешней среды относятся:

· Физические факторы (случайные изменения погоды), случайные колебания нагрузки (изменяют условия функционирования системы).

· Случайные отклонения от нормальных режимов функционирования появляются за счёт ошибок приборов, внутренних шумов аппаратуры, отказов в работе некоторых элементов системы, нарушения синхронизации.

Учёт случайных факторов приводит к резкому усложнению задач и увеличивает трудоёмкость вычислений.

Сложные системы представляются в виде тройки (A, S, T): A – множество элементов; S – множество допустимых связей между элементами; T – множество рассматриваемых моментов времени. . Иногда в качестве Т удобно выбирать счётное множество T={0, 1, 2, ….} или T={0, h, 2h, ….}, где h – фиксированное значение.

Для сложных систем допускается переменность состава системы и переменность её структуры. В каждый момент времени Т выделяется подмножество элементов, из которых в данный момент состоит система, и , указывающее, какие связи реализованы в момент времени Т.

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 678 9 10 11 Следующая ⇒