Файл-серверная архитектура
Появились локальные сети. Файлы начали передаваться по сети. Сначала были одноранговые сети, где все компьютеры равноправны.
Файл-серверные приложения — приложения, схожие по своей структуре с локальными приложениями и использующие сетевой ресурс для хранения программы и данных. Функции сервера: хранения данных и кода программы. Функции клиента: обработка данных происходит исключительно на стороне клиента.
Плюсы: Многопользовательский режим работы с данными; Удобство централизованного управления доступом; Низкая стоимость разработки.
Минусы: Низкая производительность; Низкая надежность; Слабые возможности расширения.
Клиент-серверная архитектура
Ключевым отличием архитектуры клиент-сервер от архитектуры файл-сервер является абстрагирование от внутреннего представления данных (физической схемы данных). Теперь клиентские программы манипулируют данными на уровне логической схемы.
Использование архитектуры клиент-сервер позволило создавать надежные (в смысле целостности данных) многопользовательские ИС с централизованной базой данных, независимые от аппаратной (а часто и программной) части сервера БД и поддерживающие графический интерфейс пользователя (ГИП) на клиентских станциях, связанных локальной сетью. Причем издержки на разработку приложений существенно сокращались.
Плюсы: Полная поддержка многопользовательской работы;Гарантия целостности данных/
Минусы:
Бизнес логика приложений осталась в клиентском ПО. При любом изменении алгоритмов, надо обновлять пользовательское ПО на каждом клиенте;
Высокие требования к пропускной способности коммуникационных каналов с сервером, что препятствует использование клиентских станций иначе как в локальной сети;
Слабая защита данных от взлома, в особенности от недобросовестных пользователей системы;
Высокая сложность администрирования и настройки рабочих мест пользователей системы;
Необходимость использовать мощные ПК на клиентских местах;
Высокая сложность разработки системы из-за необходимости выполнять бизнес-логику и обеспечивать пользовательский интерфейс в одной программе.
Многоуровневые ис:
2.5 Уровневая клиент-серверная архитектура
В отличие от 2-х слойной архитектуры 2.5-слойная архитектура обычно не требует высокоскоростных каналов связи между клиентской и серверной частями системы, так как по сети передаются уже готовые результаты вычислений - почти все вычисления производятся на серверной стороне. Существенно улучшается также и защита информации - пользователям даются права на доступ к функциям системы, а не на доступ к ее данным и т.д. Однако вместе с преимуществами унитарного подхода архитектура 2.5 перенимает и все его недостатки, как-то: ограниченную масштабируемость, зависимость от программной платформы, ограниченное использование сетевых вычислительных ресурсов.
Трехуровневая клиент-серверная архитектура
Для решения этих проблем и была предложена так называемая 3-х слойная архитектура клиент-сервер. Основное ее отличием от архитектуры 2.5 - физическое разделение программ, отвечающих за хранение данных (СУБД) от программ.
Основными функциями подобных систем являются: оперативный контроль и регулирование, оперативный учет и анализ, перспективное и оперативное планирование, бухгалтерский учет, управление сбытом и снабжением и другие экономические и организационные задачи.
Терминальная система построена на основе сетевых технологий, и включает в себя сервер (чаще группу специализированных серверов) и связанные с ним (ними) рабочие станции (последнее более популярное название тонкий клиент).
«Тонкие клиенты» - это терминальные станции, за которыми работают пользователи, а все приложения при этом выполняются на сервере в многопользовательской операционной системе. Основная цель использования данного решения – снижение ТСО (общей стоимости владения).
Однора́нговые сети — это компьютерные сети, основанные на равноправии участников. В таких сетях отсутствуют выделенные серверы, а каждый узел (peer) является как клиентом, так и сервером. В отличие от архитектуры клиент-сервера, такая организация позволяет сохранять работоспособность сети при любом количестве и любом сочетании доступных узлов. Участниками сети являются пиры.
Распределенные ИС в первом приближении представляют совокупность параллельно работающих систем. Под системой здесь понимается определенная архитектура взаимодействующих компонент, отграниченных от их окружения. Если активности компонент могут иметь место одновременно, говорят о параллельно работающих системах, то есть о параллельных системах или о параллельно протекающих (параллельных) процессах. Если такие системы построены из отдельных, удаленных друг от друга в пространстве компонент, то говорят также о распределенных системах.
Централизованные сети используют файл-сервер. Рабочие станции не контактируют друг с другом. Число пользователей более десяти.
9. Телекоммуникационные технологии. Эталонная модель взаимодействия открытых систем OSI. Назначение и сервисы уровней модели. Логическое и физическое взаимодействие уровней. Основные межуровневые протоколы.
Телекоммуникация - дальняя, дистанционная связь и дистанционная передача всех форм информации, включая данные, голос, видео и т.п., между компьютерами по линиям связи различных видов.
Современные телекоммуникационные технологии основаны на использовании информационных сетей. Эти технологии характеризуются не только применением компьютеров, но и активным вовлечением в информационный процесс конечных пользователей-непрофессионалов, возможностью для рядового пользователя доступа к общим ресурсам компьютерных сетей.
Эталонная модель OSI, иногда называемая стеком OSI представляет собой 7-уровневую сетевую иерархию разработанную Международной организацией по стандартам (International Standardization Organization - ISO). Эта модель содержит в себе по сути 2 различных модели:
горизонтальную модель на базе протоколов, обеспечивающую механизм взаимодействия программ и процессов на различных машинах
вертикальную модель на основе услуг, обеспечиваемых соседними уровнями друг другу на одной машине
В горизонтальной модели двум программам требуется общий протокол для обмена данными. В вертикальной - соседние уровни обмениваются данными с использованием интерфейсов API.
Модель разработана международной организацией стандартов (МОС) - ISO и широко используется во всем мире как основа концепций информационных сетей и их ассоциации. На базе этой модели задаются правила и процедуры передачи данных между открытыми системами. Рассматриваемая модель так же описывает структуру открытой системы и комплексы стандартов, которым она должна удовлетворять. Основными элементами модели являются уровни, объекты, соединения, физические средства соединения.
В модели OSI
средства взаимодействия делятся на
семь уровней: 
В модели OSI различаются два основных типа протоколов:
• с установлением соединения (connection-oriented);
• без предварительного установления соединения (connectionless).
В протоколах с установлением соединения перед обменом данными отправитель и получатель должны сначала установить соединение и, возможно, выбрать некоторые параметры протокола, которые они будут использовать при обмене данными. После завершения диалога они должны разорвать это соединение.
Протоколы без предварительного установления соединения называют также дейтаграммными протоколами. Отправитель просто передает сообщение, когда оно готово.
Э
талонная
модель описывает принципы подготовки,
приема и передачи данных через любой
имеющийся канал связи. Каждый из ее семи
уровней решает поставленную перед ним
задачу, выполняя свою функцию в подготовке
или обработке данных. Для этого он
использует стандартные процедуры
межуровневого обмена информацией
и протоколы передачи данных. Таким
образом, получается, что модель ISO/OSI
является теоретической основой
функционирования сети, а сетевые
протоколы – это то, что превращает
теорию в практику.
Модель OSI можно разделить на две различных модели:
горизонтальную модель на базе протоколов, обеспечивающую механизм взаимодействия программ и процессов на различных машинах;
вертикальную модель на основе услуг, обеспечиваемых соседними уровнями друг другу на одной машине.
Каждый уровень компьютера-отправителя взаимодействует с таким же уровнем компьютера-получателя, как будто он связан напрямую. Такая связь называется логической или виртуальной связью. В действительности взаимодействие осуществляется между смежными уровнями одного компьютера.
Итак, информация на компьютере-отправителе должна пройти через все уровни. Затем она передается по физической среде до компьютера-получателя и опять проходит сквозь все слои, пока не доходит до того же уровня, с которого она была послана на компьютере-отправителе.
В горизонтальной модели двум программам требуется общий протокол для обмена данными. В вертикальной модели соседние уровни обмениваются данными с использованием интерфейсов прикладных программ API (Application Programming Interface).
Вопрос 10. Принципы работы сетей с пакетной передачей данных (FR, X.25, TCP/IP, WDM, DWDM, ISDN), сетей с коммутацией каналов (dial-up), сетей с коммутацией ячеек (ATM) и сетей на основе выделенных каналов
Под коммутацией в сетях передачи данных понимается совокупность операций, обеспечивающих в узлах коммутации передачу информации между входными и выходными устройствами в соответствии с указанным адресом.
При коммутации пакетов (КП) передаваемое сообщение разбивается на меньшие части, называемые пакетами, каждый из которых имеет установленную максимальную длину. Пакеты снабжаются служебной информацией, необходимой для доставки пакета, и передаются по сети.
В сети с пакетной коммутацией максимальный размер пакета устанавливается на основе 3-х факторов: - распределение длин пакетов, - характеристика среды передачи (главным образом, скорость передачи), - стоимость передачи.
Сети Х.25 соответствует модели ISO/OSI и называются пакетными сетями. Особенности их построения заключаются в организации верхних уровней: канального, сетевого и транспортного. На канальном уровне передача данных осуществляется с помощью протокола HDLC (Hign – Level Data Link Control), Рекомендации Х.25 определяют два основных вида обслуживания в сети коммутации пакетов: постоянные виртуальные каналы и коммутируемые виртуальные соединения. Для обеспечения одновременной работы многих постоянных виртуальных каналов и виртуальных соединений используются логические каналы. Каждому виртуальному соединению присваивается групповой номер логического канала.
ISDN - коммутируемый доступ по цифровой телефонной сети. Главная особенность использования ISDN - это высокая скорость передачи информации, по сравнению с Dial-Up доступом. Скорость передачи данных составляет 64 Кбит/с при использовании одного и 128 Кбит/с, при использовании двух каналов связи;
Сеть Internet - это сеть сетей, объединяющая как локальные сети, так и глобальные сети типа NSFNET. Поэтому центральным местом при обсуждении принципов построения сети является семейство протоколов межсетевого обмена TCP/IP.
Под термином "TCP/IP" обычно понимают все, что связано с протоколами TCP и IP. Это не только собственно сами проколы с указанными именами, но и протоколы построенные на использовании TCP и IP, и прикладные программы.
Транспортный уровень отвечает за надежность доставки данных, и здесь, проверяя контрольные суммы, принимается решение о сборке сообщения в одно целое. В Internet транспортный уровень представлен двумя протоколами TCP (Transport Control Protocol) и UDP (User Datagramm Protocol). Если предыдущий уровень (сетевой) определяет только правила доставки информации, то транспортный уровень отвечает за целостность доставляемых данных.
Уровень сессии определяет стандарты взаимодействия между собой прикладного программного обеспечения. Это может быть некоторый промежуточный стандарт данных или правила обработки информации. Условно к этому уровню можно отнеси механизм портов протоколов TCP и UDP и Berkeley Sockets. Однако обычно, рамках архитектуры TCP/IP такого подразделения не делают.
Уровень обмена данными с прикладными программами (Presentation Layer) необходим для преобразования данных из промежуточного формата сессии в формат данных приложения. В Internet это преобразование возложено на прикладные программы.
Уровень прикладных программ или приложений определяет протоколы обмена данными этих прикладных программ. В Internet к этому уровню могут быть отнесены такие протоколы, как: FTP, TELNET, HTTP, GOPHER и т.п.
введем необходимую для этого терминологию.
Драйвер - программа, непосредственно взаимодействующая с сетевым адаптером.
Модуль - это программа, взаимодействующая с драйвером, с сетевыми прикладными программами или с другими модулями.
Схема приведена для случая подключения узла сети через локальную сеть Ethernet, поэтому названия блоков данных будут отражать эту специфику.
Сетевой интерфейс - физическое устройство, подключающее компьютер к сети. В нашем случае - карта Ethernet.
Кадр - это блок данных, который принимает/отправляет сетевой интерфейс.
IP-пакет - это блок данных, которым обменивается модуль IP с сетевым интерфейсом.
UDP-датаграмма - блок данных, которым обменивается модуль IP с модулем UDP.
TCP-сегмент - блок данных, которым обменивается модуль IP с модулем TCP.
Прикладное сообщение - блок данных, которым обмениваются программы сетевых приложений с протоколами транспортного уровня.
Инкапсуляция - способ упаковки данных в формате одного протокола в формат другого протокола. Например, упаковка IP-пакета в кадр Ethernet или TCP-сегмента в IP-пакет.
Чтобы не возвращаться к названиям протоколов расшифруем аббревиатуры TCP, UDP, ARP, SLIP, PPP, FTP, TELNET, RPC, TFTP, DNS, RIP, NFS:
TCP - Transmission Control Protocol - базовый транспортный протокол, давший название всему семейству протоколов TCP/IP.
UDP - User Datagram Protocol - второй транспортный протокол семейства TCP/IP. Различия между TCP и UDP будут обсуждены позже.
ARP - Address Resolution Protocol - протокол используется для определения соответствия IP-адресов и Ethernet-адресов.
SLIP - Serial Line Internet Protocol (Протокол передачи данных по телефонным линиям).
PPP - Point to Point Protocol (Протокол обмена данными "точка-точка").
FTP - File Transfer Protocol (Протокол обмена файлами).
TELNET - протокол эмуляции виртуального терминала.
RPC - Remote Process Control (Протокол управления удаленными процессами).
TFTP - Trivial File Transfer Protocol (Тривиальный протокол передачи файлов).
DNS - Domain Name System (Система доменных имен).
RIP - Routing Information Protocol (Протокол маршрутизации).
NFS - Network File System (Распределенная файловая система и система сетевой печати).
При работе с такими программами прикладного уровня, как FTP или telnet, образуется стек протоколов с использованием модуля TCP
Транспортная технология DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) обеспечивает при передаче по одной оптической паре наибольшую (среди прочих используемых технологий передачи) скорость. Высокая скорость обеспечивается за счёт применения технологии мультиплексирования по длине волны, когда по одной оптической паре передаётся несколько независимых потоков, каждый из которых в своём оптическом диапазоне. Предлагаемое сейчас оборудование позволяет использовать от 16 до 128 оптических каналов, в каждом из которых прозрачно передаётся информационный поток со скоростью от 100 Мбит/с до 10 Гбит/с.
системах с коммутацией каналов, как и в телефонных сетях, передача сигнала может осуществляться без изменения его формы или кода. Линии в этих системах передачи являются цифровыми с использованием кодоимпульсной модуляции (КИМ). По линии могут передаваться несколько сигналов с временным уплотнением. Узел коммутации работает в режиме разделения времени.
Dial-Up (когда компьютер пользователя подключается к серверу провайдера, используя телефон)– коммутируемый доступ по аналоговой телефонной сети скорость передачи данных до 56 Кбит/с;
Dial-up доступ - это доступ в Интернет по коммутируемым линиям (подключение через модем). Dial-up - самый распространенный способ подключения, использующий для связи телефонную линию. Это наиболее приемлемый способ для физических и юридических лиц, не нуждающихся в постоянном доступе к глобальной сети Интернет, он не такой дорогой, как постоянное соединение, но позволяет пользоваться всеми услугами Интернета.
Этот вид соединения с Интернетом также называют сеансовым соединением, после установки связи ваш компьютер становится частью Интернета. На время соединения Вы становитесь полноправным пользователем Интернета, которому доступны все услуги без исключения, а по окончании сеанса связь с Интернетом разрывается.
Данная услуга требует наличия у Абонента персонального компьютера, телефонной линии и модема. Компания "НТС" для соединения использует многоканальный телефон. Для предоставления услуги используются самые передовые технологии в области сетевого оборудования.
Технология АТМ (Asynchronous Transfer Mode - режим асинхронной передачи) разрабатывалась изначально для совмещения синхронного голосового трафика и асинхронного компьютерного трафика в рамках одной территориальной сети.