загрузка...
загрузка...
На головну

Найпростіша мережа з двох комп'ютерів

Загальні принципи побудови мереж

Спільне використання ресурсів

Історично головною метою об'єднання комп'ютерів в мережу був поділ ресурсів: користувачі комп'ютерів, підключених до мережі, або додатки, які виконуються на цих комп'ютерах, отримують можливість автоматичного доступу до різноманітних ресурсів інших комп'ютерів мережі, до числа яких відносяться:

· Периферійні пристрої, такі як диски, принтери, плоттери, сканери та ін .;

· Дані, що зберігаються в оперативній пам'яті або на зовнішніх запам'ятовуючих пристроях;

· Обчислювальна потужність (за рахунок віддаленого запуску «своїх» програм на «чужих комп'ютерах).

Щоб забезпечити користувачів різних комп'ютерів можливістю спільного використання ресурсів мережі, комп'ютери необхідно оснастити якимись додатковими мережевими засобами.

Розглянемо найпростішу мережу, Що складається з двох комп'ютерів, до одного з яких підключений принтер (рис.). Які додаткові кошти повинні бути передбачені в обох комп'ютерах, щоб з принтером міг працювати не тільки користувач комп'ютера В, до якого цей принтер безпосередньо підключений, але і користувач комп'ютера А?

Мережеві інтерфейси

Для зв'язку пристроїв в них, перш за все, повинні бути передбачені зовнішні інтерфейси. Поряд із зовнішніми електронні пристрої можуть використовувати внутрішні інтерфейси, що визначають логічні і фізичні кордони між цими їх склад модулями. Так, відомий інтерфейс «загальна шина» є внутрішнім інтерфейсом комп'ютера, що зв'язує оперативну пам'ять, процесор і інші блоки комп'ютера.

інтерфейс - В широкому сенсі - формально визначена логічна і / або фізична межа між взаємодіючими незалежними об'єктами. Інтерфейс задає параметри, процедури і характеристики взаємодії об'єктів.

Розділяють фізичний і логічний інтерфейси

· Фізичний інтерфейс (званий також портом) - Визначається набором електричних зв'язків і характеристиками сигналів. Зазвичай він являє собою роз'єм з набором контактів, кожен з яких має певне призначення, наприклад, це може бути група контактів для передачі даних, контакт синхронізації даних і т. П. Пара роз'ємів з'єднується кабелем, що складається з набору проводів, кожен з яких з'єднує відповідні контакти. У таких випадках говорять про створення лінії, або каналу, зв'язку між двома пристроями.

· Логічний інтерфейс (званий також протоколом) - Це набір інформаційних повідомлень певного формату, якими обмінюються два пристрої або дві програми, а також набір правил, що визначають логіку обміну цими повідомленнями.

На рис. ми бачимо інтерфейси двох типів: комп'ютер-комп'ютер і комп'ютер-периферійний пристрій.

· Інтерфейс комп'ютер комп'ютер дозволяє двом комп'ютерам обмінюватися інформацією. З кожного боку він реалізується парою:

o апаратним модулем, званим мережевим адаптером, або мережевий інтерфейсної картою (Network Interface Card, NIC);

o драйвером мережевої інтерфейсної карти - спеціальною програмою, що управляє роботою мережевий інтерфейсної карти.

· Інтерфейс комп'ютер-периферійний пристрій (в даному випадку інтерфейс комп'ютер-принтер) дозволяє комп'ютеру керувати роботою периферійного пристрою (ПУ). Цей інтерфейс реалізується:

o з боку комп'ютера - інтерфейсної картою і драйвером ПП (принтера), подібним мережевий інтерфейсної карті і її драйверу;

o з боку ПУ - контролером ПП (принтера), зазвичай представляє собою апаратний пристрій, що приймає від комп'ютера як дані, наприклад байти інформації, яку потрібно роздрукувати на папері, так і команди, які він відпрацьовує, керуючи електромеханічними частинами периферійного пристрою, наприклад виштовхуючи лист паперу з принтера або переміщаючи магнітну головку диска.

Зв'язок комп'ютера з периферійним пристроєм

Для того щоб вирішити завдання організації доступу додатки, виконуваного на комп'ютері А, до ПУ через мережу, давайте, перш за все, подивимося, як управляє цим пристроєм додаток, що виконується на комп'ютері В, до якого дане ПУ підключено безпосередньо (рис. Вище).

1. Нехай з додатком В в якийсь момент треба було вивести на друк деякі дані. Для цього додаток звертається із запитом на виконання операції введення-виведення до операційної системи (як правило, драйвер не може бути запущений на виконання безпосередньо додатком). У запиті зазначаються адреса даних, які необхідно надрукувати (адреса буфера ОП), і інформація про те, на якому периферійному пристрої цю операцію потрібно виконати.

2. Отримавши запит, операційна система запускає програму - драйвер принтера. З цього моменту всі подальші дії щодо виконання операції введення-виведення з боку комп'ютера реалізуються тільки драйвером принтера і працює під його керуванням апаратним модулем - інтерфейсної картою принтера без участі програми та операційної системи.

3. Драйвер принтера оперує командами, зрозумілими контролера принтера, такими, наприклад, як «Друк символу», «Переклад рядка», «Повернення каретки». Драйвер в певній послідовності завантажує коди цих команд, а також дані, взяті з буфера ОП, в буфер інтерфейсної карти принтера, яка побайтно передає їх по мережі контролера принтера.

4. Интерфейсная карта виконує низкоуровневую роботу, не вдаючись у деталі, що стосуються логіки управління пристроєм, сенсу даних і команд, що передаються їй драйвером, вважаючи їх однорідним потоком байтів. Після отримання від драйвера чергового байта інтерфейсна карта просто послідовно передає біти в лінію зв'язку, представляючи кожен біт електричним сигналом. Щоб контролера принтера стало зрозуміло, що починається передача байта, перед передачею першого біта інформаційна карта формує стартовий сигнал специфічної форми, а після передачі останнього інформаційного біта - стоповий сигнал. Ці сигнали синхронізують передачу байта. Контролер, упізнавши стартовий біт, починає приймати інформаційні біти, формуючи з них байт в своєму приймальному буфері. Крім інформаційних бітів карта може передавати біт контролю парності для підвищення достовірності обміну. При коректно виконаній передачі в буфері принтера встановлюється відпо- ознака.

Обмін даними між двома комп'ютерами

Механізми взаємодії комп'ютерів в мережі багато що запозичили у схеми взаємодії комп'ютера з периферійними пристроями. У найпростішому випадку зв'язок комп'ютерів може бути реалізована за допомогою тих же самих засобів, які використовуються для зв'язку комп'ютера з периферією, з тією різницею, що в цьому випадку активну роль грають обидві взаємодіючі сторони.

Додатки А і В (див. Рис. Вище) керують процесом передачі даних шляхом обміну повідомленнями. Щоб додаток могли «розуміти» одержувану один від одного інформацію, програмісти, які розробляли ці додатки, повинні строго обумовити формати і послідовність повідомлень, якими додатки будуть обмінюватися під час виконання цієї операції. Наприклад, вони можуть домовитися про те, що будь-яка операція обміну даними починається з передачі повідомлення, що запитує інформацію про готовність додатки В що в наступному повідомленні йдуть ідентифікатори комп'ютера і користувача, яка зробила запит; що ознакою термінового завершення операції обміну даними є певна кодова комбінація і т. п. Тим самим визначається протоколі взаємодії додатків для виконання операції даного типу.

Аналогічно тому, як при виведенні даних на друк необхідно передавати принтеру додатково певний обсяг службової інформації - у вигляді команд управління принтером, так і тут: для передачі даних з одного комп'ютера в інший необхідно супроводжувати ці дані додатковою інформацією у вигляді протокольних повідомлень, якими обмінюються додатки .

Зауважимо, що для реалізації протоколу потрібно, щоб до моменту виникнення потреби в обміні даними були активні обидва додатки: як додаток А, яке посилає ініціює повідомлення, так і додаток В, яке повинно бути готове прийняти це повідомлення і виробити реакцію на нього.

Передача будь-яких даних (як повідомлень протоколу додатків, так і власне даних, що становлять мета операції обміну) відбувається у відповідність з однієї і тієї ж процедурою. На стороні комп'ютера А додаток, слідуючи логіці протоколу, розміщує в буфері ОП або власне чергове повідомлення, або дані, і звертається до ОС із запитом на виконання операції межкомпьютерного обміну даними. ОС запускає відповідний драйвер мережевої карти, який завантажує байт з буфера ОП в буфер ІК, після чого ініціює роботу ІК. Мережева інтерфейсна карта послідовно передає біти в лінію зв'язку, доповнюючи кожен новий байт стартовим і стоповим битами.

На стороні комп'ютера В мережева ІК приймає біти, що поступають з боку зовнішнього інтерфейсу, і поміщає їх у власний буфер. Після того як отримано стоповий біт, інтерфейсна карта встановлює ознака завершення прийому байта і виконує перевірку коректності прийому, наприклад, шляхом контролю біта парності. Факт коректного прийому байта фіксується драйвером мережевої ІК комп'ютера В. Драйвер переписує прийнятий байт з буфера ІК в заздалегідь зарезервований буфер ОП комп'ютера В.

Додаток В витягує дані з буфера і інтерпретує їх відповідно до свого протоколом або як повідомлення, або як дані. Якщо згідно з протоколом додаток В має передати відповідь з додатком А, то виконується симетрична процедура.

Таким чином, зв'язавши електрично і інформаційно два автономно працюючих комп'ютера, ми отримали найпростішу комп'ютерну мережу.

Доступ до ПУ через мережу

Отже, ми маємо в своєму розпорядженні механізм, який дозволяє додаткам, що виконуються на різних комп'ютерах, обмінюватися даними. І хоча додаток А (див. Рис.) Як і раніше не може управляти принтером, підключеним до комп'ютера В, воно може тепер скористатися засобами межкомпьютерного обміну даними, щоб передати з додатком В «прохання» виконати для нього необхідну операцію. Додаток А має «пояснити» з додатком В, яку операцію необхідно виконати, з якими даними, на якому з наявних в його розпорядженні пристроїв, в якому вигляді має бути роздрукований текст і т. П. В ході друку можуть виникнути ситуації, про які додаток В має сповістити додаток А, наприклад про відсутність паперу в принтері. Тобто для вирішення поставленого завдання доступу до принтера але мережі повинен бути розроблений спеціальний протокол взаємодії додатків А і В.

А тепер подивимося, як працюють разом всі елементи цієї найпростішої комп'ютерної мережі при вирішенні задачі спільного використання принтера.

1. Відповідно до прийнятого протоколом додаток А формує повідомлення-запит до додатка В, поміщає його в буфер ОП комп'ютера А і звертається до ОС, забезпечуючи її необхідною інформацією.

2. ОС запускає драйвер мережевої ІК, повідомляючи йому адресу буфера ОП, де зберігається повідомлення.

3. Драйвер і мережева інтерфейсна карта комп'ютера А, взаємодіючи з драйвером і інтерфейсної картою комп'ютера В, передають повідомлення байт за байтом в буфер ОП комп'ютера В.

4. Додаток В витягує повідомлення з буфера, інтерпретує його відповідно до протоколу і виконує необхідні дії. У число таких дій входить, в тому числі, звернення до ОС із запитом на виконання тих чи інших операцій з локальним принтером.

5. ОС запускає драйвер принтера, який в кооперації з інтерфейсної картою і контролером принтера виконує необхідну операцію друку.

Вже на цьому початковому етапі, розглядаючи зв'язок комп'ютера з периферійним пристроєм, ми зіткнулися з найважливішими «мережевими» поняттями: інтерфейсом і протоколом, драйвером і інтерфейсної картою, а також з проблемами, характерними для комп'ютерних мереж: узгодженням інтерфейсів, синхронізацією асинхронних процесів, забезпеченням достовірності передачі даних.

Мережеве програмне забезпечення

Ми тільки що розглянули випадок спільного використання принтера в найпростішої мережі, що складається тільки з двох комп'ютерів. Однак навіть на цьому початковому етапі ми вже можемо зробити деякі висновки щодо будови мережевого програмного забезпечення: мережевих служб, мережевий операційної системи і мережевих додатків.

Органи державної влади, що здійснюють фінансову діяльність. «-- попередня | наступна --» Мережеві служби і сервіси
загрузка...
© om.net.ua