Интеграция и разделение телекоммуникационных, информационных и вычислительных ресурсов в компьютерных сетях

В этой книге термин “глобальные компьютерные сети” трактуется в широком смысле, а именно как интеграция глобальных телекоммуникационных систем (ТКС), с информационными компьютерными сетями (ИКС), связывающих внешних пользователей с информационно-вычислительными ресурсами, распределёнными по всему миру. При этом функции и назначение ТКС и ИКС по существу различны и разделены, но тесно взаимосвязаны.

С точки зрения пользователей глобальные ТКС предоставляют телекоммуникационные ресурсы, необходимые им для массового доступа к информационным и вычислительным ресурсам, распределённым в ИКС. Таким образом, не только возможность использования распределённых информационных и вычислительных ресурсов, сосредоточенных в ИКС, но и качество обслуживания пользователей в значительной степени зависит от ТКС.

Глобальные ТКС (Wide Area Networks, WAN) обычно охватывают большие географические области (страну, континент и т.п.) и требуют пересечения государственных границ общедоступными узлами и каналами связи. Магистральные сети этих ТКС включают в себя определённое количество взаимосвязанных высокоскоростных маршрутизирующих (или коммутирующих) узлов, т.е. маршрутизаторов, и каналов связи.

Сообщения, передаваемые через коммуникационное оборудование и интерфейс пользователей, проходят по определённым маршрутам через внутренние узлы глобальной ТКС от источника запроса к адресату-получателю данных. Все эти узлы, включая и граничные узлы, обычно не затрагивают информационное содержание (семантику) передаваемых потоков данных. Их роль заключается главным образом в том, чтобы обеспечить необходимую коммутацию или маршрутизацию, гарантирующую управляемую передачу (транспортировку) потока данных от узла к узлу глобальной ТКС, пока он не достигнет определённого адресата.

Таким образом, коммуникационная роль ТКС отделена от информационной и вычислительной роли узловых компьютеров (хостов, серверов и т.п.) ИКС, предназначенных для хранения, обработки и предоставления пользователю информационных ресурсов и исполнения программ, называемых приложениями. Благодаря такому разделению ролей структура и функции ТКС и ИКС, вообще говоря, различны.

Главной задачей глобальной ТКС является управляемая передача сообщений в форме потока данных от одного узлового компьютера к другому подобно тому, как телефонные ТКС переносят речь говорящего (источника) к слушающему (приёмнику). В качестве узловых компьютеров в глобальных ТКС обычно используются специализированные коммуникационные компьютеры, называемые коммутаторами или маршрутизаторами [1-4].

Когда поток данных посылается от одного коммуникационного узла к другому через промежуточные узлы, он поступает на вход каждого промежуточного узла TKC и целиком хранится в нём до тех пор, пока не освободится требуемый выбранным маршрутом канал связи, по которому затем этот поток передается к следующему узлу. Этот принцип работы подсети называется “от точки к точке” (Point-to-Point) или “с промежуточным хранением” (Store-and-Forward) [1-3].

С коммуникационными узлами глобальной TKC как распределённой транспортной сети обычно связаны информационные компьютеры (хосты, серверы, суперкомпьютеры и т.п.), являющиеся носителями информационных и вычислительных ресурсов и приложений и образующие распределённую ИКС. Связь между компьютерами этой ИКС и ТКС осуществляется с помощью физических каналов связи (медный кабель, волоконная оптика, радиоканалы высокой частоты, спутниковая связь и т.п.).