Локальные вычислительные сети.ppt

– IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
1969 – ARPANET

(Leonard Kleinrock)
1979 – ETHERNET (Xerox, DEC, Intel)
1984 – NSFNet (National Science Foundation Network)
1990 – ARPANET полностью проиграла конкуренцию NSFNet
1995 – основная часть каналов NSFNet передана в коммерческое использование
1999 – Abeline Network (Internet 2)
Концепция «облачных вычислений»
1960 – John McCarthy
2001 – Xcerion AB (2008 – iCloud)
2008 – IEEE
2009 – Google Chrome OS
2009 – Microsoft Azure (Windows Cloud)
2009 – SUN Cloud

История развития ЛВС

Tree
Quadrics
ЛВС и суперкомпьютеры

— около 10 мкс.
Топология: коммутируемая, элементом коммутации является матрица 8х8.

Коммутаторы на её основе поддерживают до 128 портов. Для построения больших сетей используются различные варианты топологии Fat Tree, наилучшая производительность достигается с использованием Clos Network
Программное обеспечение: низкоуровневый интерфейс программирования GM, MPICH/GM, PVM/GM, стек TCP/IP, а также коммерческие продукты — MPIPro, Scali MPI Connect.

Myrinet

Topspin (компания Topspin была приобретена компанией Cisco в 2005-м году).
Тесты

производителей показывают пропускную способность на уровне MPI около 800 МБ/сек и время задержки 1—7 мкс.
Топология: коммутируемая с использованием Fat Tree для больших конфигураций, существующие коммутаторы поддерживают большое количество (>256) портов.
Программное обеспечение: драйверы от производителей аппаратных средств, различные библиотеки MPI как коммерческие так и бесплатные.
Корпорацией Oracle Corporation был разработан специальный протокол RDS, ориентированный на работу с этой шиной.

InfiniBand

удалённого прямого доступа к памяти, при котором передача данных из

памяти одного компьютера в память другого компьютера происходит без участия операционной системы, при этом исключается участие CPU в обработке кода переноса и необходимость пересылки данных из памяти приложения в буферную область ОС, то есть данные пересылаются напрямую на соответствующий сетевой контроллер.
uDAPL (User Direct Access Programming Library) — библиотека API для абстрактного транспорта прямого доступа (англ. Direct Access Transport, DAT). uDAPL (и другие API — в частности kDAPL — kernel DAPL) разрабатывается и поддерживается организацией DAT Collaborative.
IPoIB (IP over Infiniband) — группа протоколов, описывающих передачу IP-пакетов поверх Infiniband:
SRP (SCSI RDMA Protocol) — протокол обмена данными между SCSI-устройствами с использованием RDMA. Определён в стандарте ANSI INCITS 365—2002.
SDP (Socket Direct Protocol) — протокол установления виртуальных соединений и обмена данными между сокетами поверх Infiniband, передача данных не использует TCP стек ОС, однако использует IP-адреса и может использовать IPoIB для их разрешения.

InfiniBand

В передаче данных участвуют 4 пары. Скорость передачи данных —

250 Мбит/с по одной паре.
1000BASE-TX cтандарт, использует раздельную приёмо-передачу (2 пары на передачу, 2 пары на приём, по каждой паре данные передаются со скоростью 500 Мбит/с), что существенно упрощает конструкцию приёмопередающих устройств. Но, как следствие, для стабильной работы по такой технологии требуется кабельная система высокого качества, поэтому 1000BASE-TX может использовать только кабель 6 категории. Ещё одним существенным отличием 1000BASE-TX является отсутствие схемы цифровой компенсации наводок и возвратных помех, в результате чего сложность, уровень энергопотребления и цена процессоров становится ниже, чем у процессоров стандарта 1000BASE-T. На основе данного стандарта практически не было создано продуктов, хотя 1000BASE-TX использует более простой протокол, чем стандарт 1000BASE-T, и поэтому может использовать более простую электронику.
1000BASE-SX, IEEE 802.3z — стандарт, использующий многомодовое оптоволокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 550 метров.
1000BASE-LX, IEEE 802.3z — стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 80 километров.
1000BASE-CX — стандарт для коротких расстояний (до 25 метров), использующий твинаксиальный кабель с волновым сопротивлением 150 Ом. Заменён стандартом 1000BASE-T и сейчас не используется.
1000BASE-LH (Long Haul) — стандарт, использующий одномодовое оптоволокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя до 100 километров.

Gigabit Ethernet

в память другого компьютера происходит без участия операционной системы, при

этом исключается участие CPU в обработке кода переноса и необходимость пересылки данных из памяти приложения в буферную область ОС
GEthernet
Широкая распространенность
Большое количество протоколов взаимодействия
Масштабируемость

InfiniBand vs GEthernet

Routing Protocol BGP — Border GateWay Protocol
EIGRP — Enhanced Interior

Gateway Routing Protocol
Протоколы маршрутизации по состоянию каналов связи
IS-IS — Intermediate System to Intermediate System
OSPF — Open Shortest Path First

TCP/IP

алгоритмов
Закрытая архитектура построения сети
Собственные разработки

является только наличие доступа в Интернет)
отказоустойчивость
безопасность
высокая скорость обработки данных
снижение затрат

на аппаратное и программное обеспечение, на обслуживание и электроэнергию
экономия дискового пространства (и данные, и программы хранятся в Интернете)
новые возможности для бизнеса (ERP-системы)
Недостатки cloud computing
зависимость сохранности пользовательских данных от компаний, предоставляющих услугу cloud computing
появление новых («облачных») монополистов

Cloud Computing

числа суперкомпьютеров, использующих InfiniBand
Ведется активное изучение и внедрение технологий «cloud

computing» в повседневную жизнь
Повышается интерес крупных корпораций к распределению вычислений

Заключение