ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.03.2024
Просмотров: 226
Скачиваний: 2
Выч. системы исп-ся не только как самостоятельные машины, но и как серверы в выч. сетях. Опыт создания серверов на основе SMP и MPP структур показал, что они не обеспечивают хорошей адаптации к конкретным условиям функционирования, а также сложны и дороги в эксплуатации.
Одним из перспективных направлений здесь явл. кластеризация (создание кластерных структур), т.е технология, с помощью которой несколько серверов, сами являющиеся выч. системами, объединяться в единую систему более высокого ранга для повышения эф-ти функционирования системы в целом.
Цели построения кластеров:
-
Улучшение масштабируемости ( способность к наращиванию мощности, быстродействия).
-
Увеличение надежности и готовности системы в целом.
-
Эффективное перераспределение нагрузок между компьютерными кластерами.
-
Эффективное управление и контроль работы системы.
-
Считается, что все элементы кластера имеют аппаратурную, программную и информационную совместимость. Т.о, в сочетании с простым управлением, изменение оборудования в идеальном кластере должно обеспечивать соответствующие изменения значений основных характеристик, таких как производительность, надежность и т.д. Масштабируемость таких структур, как SMP и MPP, достаточно ограничена
-
В кластерах же, при включении в сеть доп. серверов, увеличивается надежность, пропускная способность сетей. Т.о, проблема масштабируемости решается намного проще. Каждый сервер кластера может работать автономно, но в любой момент имеет возможность переключиться на выполнение работ другого сервера в случае его отказа. Надежность данной системы оценивается коэффициентом готовности: Кг=Тр/Тр+Т0 , Тр-полезное время работы системы. Т0-время отказа и восстановления системы.
-
Оно легче всего осущ-ся , если все компьютеры-кластеры работают под единую ОС. Совокупные вычислительные мощности кластеров могут быть сравнимы с мощностями супер-ЭВМ и даже превышать при неизмеримо низкой стоимости.
4)Подразделяет работу с каждым узлом отдельно (т.е иметь возможность временного вывода компьютера – кластера из системы без нарушения работы всего кластера), причем пользователь этого не замечает, т.к. кластерное программное обеспечение, интегрированное в ОС с серверов, позволяет работать с узлами как с единым модулем ресурсов, внося необходимые изменения с помощью одной операции. Такая кластерная система называется SSI
IE — стандартизованный (IEEE 802.3 и 802.11) вариант Ethernet для применения в промышленности, разработан на основе офисной сети.
Особенности IE: Высокая скорость передачи(10Гбит/с), соотв. требованием жесткого реального времени при высоком быстродействии; - простота интеграции с интернет по протоколам (SNMP, FTP, HTPP, TCP/IP); - простота интеграции с офисными сетями; - наличие большого числа специалистов;
- возможность организации многомастерных сетей; - открытые решения; - возможность использования различных топологий; - наличие недорогих коммутаторов, решающих проблему недетерминированности Ethernet.
Сети Ethernet используют только на верхнем уровне АСУ.
Требования к сетям Ethernet:
- Работоспособность в диапазоне от 0 до + 60 С.
- Отсутствие вентиляторов кот-е яв-ся наиболее уязвимом узлом любого оборудования.
- Соответствие требованиям международного стандарта по электромагнитной совместимости: EN 500 81; EN 500 82.
- Устойчивость к вибрационным воздействиям.
- Компактность.
- Возможность быстрого монтажа на DIN рельс.
- Удобное подключение соединительных проводов и информативная диагностическая сигнализация.
- Электропитания источника со стандартным номиналом 19-30 В постоянного тока, с возможностью дублирования питающих линий.
Протоколы применяемые в Industrial Ethernet.
Первым протоколом в Industrial Ethernet был CSMA/CD.
Единственным минусом этого протокола - коллизии которые не позволяют обеспечивать предсказуемость времени доступа к сети. А так же имеют достаточно низкую эффективность (36 %).
Потому на смену этому протоколу приходит семейство протоколов CAN. Разрешение коллизий этим протоколом осуществляется по принципу по битового сравнения сетевых адресов конфликтующих устройств. Здесь станции, пытающиеся передать очередной нолик из своего адреса, видя что реально в канале передается 1-ца понимает что конфликтует и откладывает попытку занять канал, а станция передающая 1-цу спокойно продолжает передачу данных.
Коллизии возникают, но разрешаются предсказуемо и в предсказуемое время.
Дальнейшие развитие протоколов привело к созданию протоколов семейства LON. Здесь в отличии от CAN протоколов аргументами в споре за канал не сетевые адреса, а динамически изменяемые приоритетные уровни пакетов, что позволяет пакету несущему важную информацию и требующему немедленного ответа легче пробиться через поток низко приоритетных информационных обменов.
Данный стандарт весьма популярен в Европе т. к. разработан и активно внедряется фирмой Siemens, представляет собой сеть на базе общий шины с передачей маркера.
А в кач-ве передающий среды применяется экранированная витая пара. Profibus сущ-ет в трех основных модификациях: - Profibus-DP; - Profibus-FMS; - Profibus-PA.Cтандарт принят в 1996 г.
Сеть Profibus- промышленная шина для технологических процессов использует только первый и второй уровни модели OSI.Один из вариантов сети, Profibus FMS, использует также уровень 7 (прикладной). Имеется дополнительный пользовательский уровень. Profibus-FMS предназначен для построения промышленных сетей с несколькими активными станциями и включает в себя доп. типы пакетов.
На физическом уровне Profibus-FMS использует экранированную витую пару интерфейса RS 485 при скорости передач до 12 мбит/с с размерами сегмента сети до 32 устройств. . Количество устройств можно увеличить с помощью повторителей интерфейса. Особые требования установлены к сетевому кабелю. Он должен иметь волновое сопротивление 135-165 Ом при погонной емкости не более 35 пФ/м, площадь поперечного сечения проводников более 0,34 кв. мм. и погонное сопротивление не более 110 Ом/км. Кабель должен иметь одну или две витые пары с медным экраном в виде оплетки или фольги.С обеих сторон линии передачи подключаются согласующие резисторы, которые конструктивно установлены во все сетевые разъемы и подключаются с помощью микропереключателей. При скоростях передачи более 1,5 Мбит/с для согласования линии дополнительно используются плоские катушки индуктивности.
Канальный уровень Profi-Bus наз-ся FDLуровнем. Объект MAC на канальном уровне определяет процедуру передачи данных устройствами, включая управление правами на передачу данных через сеть. Протокол канального уровня обеспечивает выполнение требований: в процессе коммуникации между ведущими устройствами необходимо обеспечить выполнение каждым из них своей задачи, в течение заранее определенного интервала времени; взаимодействие ведущих устройств (контроллеров) с ведомыми должно происходить максимально быстро. Profi-Bus ис-ет логическую топологию кольца. Маркер выполняет роль орбитора, который предоставляет право доступа.Существует 2 метода обмена: ведущий-ведомый и маркер-маркер
Profibus имеет широковещательный режим работы, когда ведущее устройство посылает сообщение "всем", не ожидая уведомления о получении, и многоабонентский режим, когда ведущее устройство посылает одно и то же сообщение сразу нескольким участникам сети. В задачи объекта MAC активного устройства (получившего маркер) входит обнаружение наличия или отсутствия маркера сразу после начала работы сети, передача маркера следующему устройству в порядке возрастания адресов, удаление адресов вышедших из строя или выключенных устройств и добавление новых, восстановление потерянного маркера, устранение дубликатов маркеров, устранение дублирования сетевых адресов и обеспечение заданного периода обращения маркера по сети.
Данный стандарт весьма популярен в Европе т. к. разработан и активно внедряется фирмой Siemens, представляет собой сеть на базе общий шины с передачей маркера.
А в кач-ве передающий среды применяется экранированная витая пара. Profibus сущ-ет в трех основных модификациях: - Profibus-DP; - Profibus-FMS; - Profibus-PA.Cтандарт принят в 1996 г.Сеть Profibus- промышленная шина для технологических процессов использует только первый и второй уровни модели OSI. Profibus-DP представляет сеть распределенного сбора данных, управляемую одним ведущим узлом. Скорость 12 Мбит/сек. На физическом уровне Profibus-DP использует экранированную витую пару интерфейса RS 485 при скорости передач до 12 мбит/с с размерами сегмента сети до 32 устройств. . Количество устройств можно увеличить с помощью повторителей интерфейса. Особые требования установлены к сетевому кабелю. Он должен иметь волновое сопротивление 135-165 Ом при погонной емкости не более 35 пФ/м, площадь поперечного сечения проводников более 0,34 кв. мм. и погонное сопротивление не более 110 Ом/км. Кабель должен иметь одну или две витые пары с медным экраном в виде оплетки или фольги.С обеих сторон линии передачи подключаются согласующие резисторы, которые конструктивно установлены во все сетевые разъемы и подключаются с помощью микропереключателей. При скоростях передачи более 1,5 Мбит/с для согласования линии дополнительно используются плоские катушки индуктивности.
Profibus DP имеет логическую топологию кольца. Маркер выполняет роль арбитра, который предоставляет устройству право доступа. Каждому ведущему уст-ву выдается интервал времени, который устанавливается в настройках сети.
Есть 2 метода обмена: ведущий-ведомый и мастер-мастер.
Profibus имеет широковещательный режим работы, когда ведущее устройство посылает сообщение "всем", не ожидая уведомления о получении, и многоабонентский режим, когда ведущее устройство посылает одно и то же сообщение сразу нескольким участникам сети.
В задачи объекта MAC активного устройства (получившего маркер) входит обнаружение наличия или отсутствия маркера сразу после начала работы сети, передача маркера следующему устройству в порядке возрастания адресов, удаление адресов вышедших из строя или выключенных устройств и добавление новых, восстановление потерянного маркера, устранение дубликатов маркеров, устранение дублирования сетевых адресов и обеспечение заданного периода обращения маркера по сети.
Коммуникационный профиль DP
Основная функция состоит в эффективном обмене данными ПЛК или компьютера с датчиками и исполнительными устройствами.
2 Способа обмена данными:1)апериодический и 2)периодический.
Установка параметров, контроль режимов работы осущ-ся период. режимом.
Периодические обмены, включающие функции: а) считывание инфы, поступающей на входы ведомых уст-в, б)запись инфы на выходы ведомых уст-в, в)диагностика и инсталляция системы, г)устойчивость к внешним дестабилизирующим факторам.
К одной сети можно подсоединить до 128 устройств (но не более 32-х в одном сегменте).
В сети могут использоваться устройства трех типов: DPM1 - центральный контроллер, который циклически обменивается информацией с ведомыми устройствами с заранее определенным периодом; DPM2 - устройство, предназначенное для конфигурирования системы, наладки, обслуживания или диагностики; ведомое устройство - устройство, которое выполняет сбор информации или выдачу ее исполнительным устройствам.
Профиль DP позволяет создавать одномастерную и многомастерную сети. В одномастерной сети DPM1 может получать инфу со всех уст-в, подключенных в сеть, но изменять пар-ры можно только для тех, кот входят в его подсеть.
DPM1 имеет 3 режима работы: Stop - когда не происходит обмена данными; Clear - когда DPM1 может считывать данные, но не может записывать их и выходы всех устройств переводятся в безопасные состояния; Operate - обычное рабочее состояние.
При появлении ошибки (alarm) DPM1 переходит в состояние "Clear", если установлена фун-я самоконтроля. Если не подключена, контроллер продолжает работать в Operate. При конфигурировании системы пользователь назначает каждому ведущему свои ведомые устройства и очередность их опроса, а также указывает устройства, которые не надо опрашивать периодически.
Передача данных между мастером DPM1 и ведомыми делится на три фазы: параметризация, конфигурирование и передача данных.
Profibus DP имеет режим синхронизации вывода. Для этого посылается широковещательная управляющая команда синхронизации, при которой происходит смена состояний устройств вывода. Имеется команда "замораживание", при которой входы сохраняют свое текущее состояние, пока не поступит команда "размораживание".
Данный стандарт весьма популярен в Европе т. к. разработан и активно внедряется фирмой Siemens, представляет собой сеть на базе общий шины с передачей маркера.