Тема 5. Сетевые информационные технологии

План

1. Сетевое использование вычислительной техники. Основные понятия и базовые концепции.

2. Принципы организации компьютерных сетей

3. Технология «клиент-сервер», ее особенности и примеры использования при работе с экономической информацией. Принципы распределенной обработки информации.

1. Сетевое использование вычислительной техники. Основные понятия и базовые концепции

Компьютерная сеть — это система распределенных на территории средств ввода/вывода, хранения и обработки информации, связанных между собой каналами передачи данных. Использование компьютерных сетей позволяет обеспечить пользователям информационных систем:

• удаленный доступ к ресурсам сети;

• создание распределенных банков данных;

• предоставление пользователям различных услуг.

Компьютерная сеть (далее сеть) — это сложная система программных и аппаратных компонентов, взаимосвязанных друг с другом.

Среди аппаратных средств компьютерной сети можно выделить компьютеры и коммуникационное оборудование (кабельные системы, повторители, мосты, маршрутизаторы и др.)

Программные компоненты сети состоят из: операционных систем и сетевых приложений — это прикладные программные комплексы, которые расширяют возможности сетевых операционных систем (почтовые программы, системы коллективной работы, сетевые базы данных и др.)

Все устройства, подключаемые к сети, можно условно разделить на три функциональные группы:

• рабочие станции;

• серверы сети;

• коммуникационные узлы.

Рабочая станция — это персональный компьютер, на котором выполняется работа с клиентскими приложениями.

Выделяют три типа рабочих станций: рабочая станция с локальным диском, бездисковая рабочая станция, удаленная рабочая станция.

На рабочей станции с диском (жестким или гибким) операционная система загружается с этого локального диска. Для бездисковой станции операционная система загружается с диска файлового сервера. Удаленная рабочая станция — это станция, которая подключается к локальной сети через телекоммуникационные каналы связи (например, с помощью телефонной сети).

Сервер сети — это компьютер, подключенный к сети и предоставляющий пользователям сети определённые услуги, например хранение данных общего пользования, печать заданий, обработку запросов к базам данных, удаленную обработку заданий и т. д. По выполняемым функциям можно выделить следующие группы серверов:

Файловый сервер — компьютер, хранящий данные пользователей сети и обеспечивающий одновременный доступ пользователей к этим данным. Как правило, этот компьютер имеет большой объем дискового пространства.

Сервер баз данных — компьютер, выполняющий функции хранения, обработки и управления файлами баз данных.

Сервер прикладных программ — используется для выполнения прикладных программ пользователей.

Сервер доступа — это выделенный компьютер, позволяющий выполнять удаленную обработку заданий. Программы, инициируемые с удаленной рабочей станции, выполняются на этом сервере. От удаленной рабочей станции принимаются команды, введенные пользователем с клавиатуры, а возвращаются результаты выполнения задания.

Факс-сервер — выполняет рассылку и прием факсимильных сообщений для пользователей локальной сети.

Сервер резервного копирования данных — решает задачи создания, хранения и восстановления копий данных, расположенных на файловых серверах и рабочих станциях.

Все перечисленные типы серверов могут функционировать на одном выделенном для этих целей компьютере.

К коммуникационным узлам сети относятся следующие устройства:

• повторители;

• коммутаторы (мосты);

• маршрутизаторы;

• шлюзы.

При передаче данных в любой среде происходит затухание сигнала, что и приводит к ограничению расстояния. Чтобы преодолеть это ограничение и расширить сеть, устанавливают специальные устройства — повторители, мосты и коммутаторы. Часть сети, в которую не входит устройство расширения, принято называть сегментом сети.

Вычислительная сеть создается для обеспечения потенциального доступа к любому ресурсу сети для любого пользователя сети. Качество доступа к ресурсу может быть описано многими показателями, например:

Производительность — важным числовым показателем производительности сети является время реакции системы — это время между моментом возникновения запроса и моментом получения ответа.

Пропускная способность сети определяется количеством информации, переданной через сеть или ее сегмент в единицу времени. Пропускная способность определяется в битах в секунду.

Надежность работы вычислительной сети определяется надежностью работы всех ее компонентов.

В современных вычислительных сетях важное значение имеет другая сторона надежности — безопасность. Это способность сети обеспечить защиту информации от несанкционированного доступа.

Любая вычислительная сеть является развивающимся объектом, и не только в плане модернизации ее элементов, но и в плане ее физического расширения, добавления новых элементов сети (пользователей, компьютеров, служб). Существование таких возможностей, трудоемкость их осуществления входят в понятие расширяемости.

Другой похожей характеристикой является масштабируемость сети, которая определяет возможность расширения сети без существенного снижения ее производительности.

Прозрачность вычислительной сети предполагает скрытие (невидимость) особенностей сети от конечного пользователя.

Интегрируемость означает возможность подключения к вычислительной сети разнообразного и разнотипного оборудования, программного обеспечения от разных производителей. Основным направлением развития интегрируемости вычислительных сетей является стандартизации сетей, их элементов и компонентов.

Появление компьютерных сетей резко увеличило вычислительные возможности человека. Стал доступным удаленный доступ к различным ресурсам и обмен информацией. Недаром стали говорить о второй компьютерной революции. Постепенно значимость сетей для бизнеса, науки и всего человечества стала возрастать. Мелкие (локальные) сети стали объединяться между собой, образуя большие (глобальные) сети. В нашей стране известно несколько глобальных сетей. Среди них Relcom, некоммерческая сеть Fido и всемирная сеть Internet, становящаяся очень важным инструментом для бизнеса. С ее помощью можно передавать файлы на различные континенты так же легко, как это делается в пределах одного здания.

В таблице 1 представлены характеристики сетей различных категорий.

Таблица 1. Категории сетей

Расстояние	Расположение	Сеть
10 м 100 м 1 км	Офис Здание Предприятие	Локальная (LAN)
10км 100км 1000 км	Город Страна Континент	Глобальные (WAN)
10000км	Планета	Сеть сетей (Интернет)

С развитием компьютерных сетей ряд организаций перешел на домашний труд ряда сотрудников. Легко представить экономию расходов таких фирм. Такой способ организации труда экономит расходы на помещения, время на поездку до места работы и обратно, позволяет работникам компании выполнять свои обязанности в условиях домашнего комфорта. Отпала необходимость в массе командировок, ибо стало возможным получать и передавать информацию в любую точку земного шара, рекламировать свой товар и совершать торговые операции на любом расстоянии.

На первых порах развития информационных сетей особо выделялись главные компьютеры, которые были основными компонентами архитектуры терминал-главный компьютер. В такой архитектуре центральное место занимал главный компьютер, выполнявший все операции по обслуживанию терминалов, которые обычно состояли из дисплея и клавиатуры.

Затем появились архитектура клиент-сервер и одноранговая архитектура. Здесь уже обеспечивалось взаимодействие типа компьютер-компьютер. Позже других появилась архитектура компьютер-сеть и возникли сетевые компьютеры. В сетях используется множество различных типов компьютеров.

Системы, которые отключены от сети, работают в автономном режиме. О системах, включенных в сеть и готовых к передаче либо приему из нее данных, говорят, что они функционируют в неавтономном диалоговом режиме. Взаимодействие пользовательских систем с коммуникационной сетью определяется различными интерфейсами. Пользовательские системы в указанных сетях являются главными. Все другие типы систем используются лишь для того, чтобы обеспечить их взаимодействие.

Пользовательские системы могут быть универсальными, но могут также специализироваться на выполнении определенных типов задач. Например: банковская система, издательская система, информационно-поисковая система (ИПС), музыкальная система, обучающая система, система графического редактирования, система типа «рабочий стол», система управления базой данных (CУБД), система управления иерархией запоминающих устройств, система электронных платежей, финансовая система, терминал WWW, сетевой принтер.