Лекции по "Информационному обеспечению управления"

3. Информационные сетевые технологии

1. Общие сведения о коммутационных сетях

Сеть - это совокупность программных, технических и коммуникационных средств, обеспечивающих эффективное распределение вычислительных и информационных ресурсов.

Клиент - отвечает за подготовку и передачу запросов серверу, а также за обработку и вывод информации в распоряжение пользователя. ЭВМ клиента может быть любой мощности.

Сервер - выделенный для обработки запросов от всех рабочих станций (клиентов) вычислительной сети компьютер, предоставляющий этим станциям доступ к общим ресурсам  и распределяющий эти ресурсы.

Терминальный  сервер поддерживает выполнение функций многопользовательской системы.

Сетевой сервер поддерживает выполнение следующих функций сетевой операционной системы:

• управление вычислительной сетью,
• планирование задач,
• распределение ресурсов,
• доступ к сетевой файловой системе,
• защиту информации

Сервер приложений – универсальный сервер, предоставляющий доступ к общим системным ресурсам: вычислительным мощностям, базам данных, библиотекам программ, принтерам, факсам и др. и распределяющий эти ресурсы.

Файл-сервер (File Server) используется для работы с файлами данных, имеет объемные дисковые запоминающие устройства, часто на отказоустойчивых дисковых массивах емкостью до 10 Тбайтов.

Архивационный сервер (сервер резервного копирования) служит для резервного копирования информации в крупных многосерверных сетях.

• Выполняет ежедневное автоматическое архивирование со сжатием информации от серверов и рабочих станций по сценарию, заданному администратором сети
• Часто использует накопители на магнитной ленте (стриммеры) со сменными картриджами емкостью до 5 Гбайт

Факс-сервер - выделенная рабочая станция для организации эффективной многоадресной факсимильной связи с несколькими факсмодемными платами, со специальной защитой информации от несанкционированного доступа в процессе передачи, с системой хранения электронных факсов.

Почтовый сервер (Mail Server) - выделенная рабочая станция для организации электронной почты, с электронными почтовыми ящиками.

Сервер печати (Print Server) - выделенная рабочая станция, предназначенная для эффективного использования системных принтеров.

Сервер телеконференций выделенная рабочая станция, имеющая систему автоматической обработки видеоизображений

Сервер баз  данных - многопользовательская система, обеспечивающая обработку запросов к базам данных. Он является средством решения сетевых задач, в которых локальные сети используются для совместной обработки данных, а не просто для организации коллективного использования удаленных внешних устройств.

Host-ЭВМ (коммутационная  машина) - ЭВМ, установливаемая в узлах сети и решающая вопросы  коммутации в сети, доступа к сетевым ресурсам: модемам, факс-модемам, большим ЭВМ и др. В качестве хост-машины могут выступать любые ЭВМ (к ним повышенных требований не предъявляется). Например: ЭВМ с подключенным HUBом, на которой установлена программа доступа к  различным серверам организации.

Коммутационная  сеть образуется множеством серверов и host-ЭВМ, соединенных физическими каналами связи, которые называют магистральными. В качестве магистральных каналов выступают телефонные, оптоволоконные кабели, космическая спутниковая связь, провода, беспроводная радиосвязь.

Современные сетевые технологии позволяют  передавать информацию со скоростью  до 100 Мбит/с и более. В настоящее  время существуют экспериментальные  оптоволоконные линии, позволяющие передавать информацию со скоростью до 4 Гбит/с на расстояния порядка десятков километров.

2.  Уровни сети передачи данных

 

      При разработке  сетей  ЭВМ возникают задачи согласования взаимодействия ЭВМ клиентов, серверов, линий связи и других устройств.

Она решается путем установления определенных процедур, называемых протоколами (стандартами) .

Международная организация по стандартизации (ISО) ввела понятие архитектуры открытых систем, что означает возможность взаимодействия различных систем по определенным правилам. Основой архитектуры открытых систем является понятие уровня передачи данных. 

Каждый уровень решает свои задачи, и обеспечивает сервисом расположенный  над ним уровень

Первый  уровень (физический) определяет физические характеристики канала.

Это требования к 

• характеристикам кабелей,
• характеристикам разъемов
• электрическим характеристикам сигнала.

Аналоговые  (телефонная сеть)

Коммутационные сети по типу характеристик

Цифровые (компьютерные сети…). Единицей обмена является бит

 

Второй  уровень (канальный):

• управляет передачей данных между двумя узлами сети
• обеспечивает контроль корректности передачи данных.
• осуществляет сжатие данных для повышения скорости обмена.

Единицей обмена второго уровня является кадр (для аналоговых сетей) или пакет (для цифровых сетей).

Третий  уровень  (сетевой) - управление маршрутизацией пакетов.

Единицей обмена является пакет, оформленный по стандарту (например, по протоколу TCP).

Четвертый уровень  (транспортный) отвечает за стандартизацию обмена данными между портами разных ЭВМ сети (например, протокол IP)

Единицей обмена является сеансовое сообщение.

Пятый уровень (сеансовый) определяет

• правила диалога прикладных программ
• рестарта системы,
• проверки прав доступа к сетевым ресурсам и т.д.

Единицей обмена этого и следующих  уровней является пользовательское сообщение.

Шестой  уровень  (уровень представления)  определяет форматы данных, алфавиты, коды представления специальных и графических символов. Здесь же определяется стандарт на форму передаваемых документов.

Принципиальным моментом при использовании  этого и других компьютерных стандартов на документацию является официальное признание (де-юре) передаваемого по каналам связи документа юридически полноценным (например, «Клиент-банк»)

Седьмой уровень (прикладной)  управляет выполнением прикладных программ.

Правила взаимодействия разных систем одного уровня называют протоколом, правила  взаимодействий соседних уровней в  одной системе – интерфейсом. Каждый протокол должен быть прозрачным для соседних уровней. Прозрачность – свойство передачи информации, закодированной любым способом, понятным взаимодействующим уровням.

3. Распределенная обработка данных

 

Одной из важнейших сетевых технологий является распределенная обработка данных, когда ресурсы пользователей распределены частично по их рабочим станциям, то есть  технология обработки данных изменена в направлении децентрализации.

Преимущества распределенной обработки данных:

• большое число взаимодействующих пользователей, выполняющих функции сбора, регистрации, хранения, передачи и выдачи информации;
• снятие пиковых нагрузок с централизованной базы путем распределения обработки и хранения локальных баз данных на разных ЭВМ;
• обеспечение симметричного обмена данными между удаленными пользователями.

 

4. Классификация сетевых информационных технологий

По признаку специализации:

	Сетевые технологии
Универсальные, предназначенные для решения всех задач пользователей		Специализированные, предназначенные для решения небольшого количества специальных задач (например, бронирование билетов).

 

По способу  организации 

	Сетевые технологии
Одноуровневые (одноранговые) - функции  рабочей станции и сервера  совмещены		Двухуровневые  (с выделеным сервером, “клиент-сервер”)

 

В одноранговой технологии (одноуровневой, равноправной) - пользовательский ПК может быть одновременно и сервером, и рабочей станцией. Каждый ПК в состоянии предоставлять другому ПК свои ресурсы или, наоборот, запрашивать их у другого.

В системе “клиент-сервер” за счет специализации работ достигается более высокая производительность сети, шире ее спектр и качество услуг. Однако одноранговые сети дешевле и проще в эксплуатации.

По способу  связи 

	Сетевые технологии
Проводные: в качестве физической среды в каналах  используются: плоский двухжильный кабель; витая пара проводов; коаксиальный кабель; световод.		Беспроводные: в качестве физической среды в каналах  используются: Спутниковая связь Радиосвязь GPRS WiFi …

 

По составу  оборудования

	Сетевые технологии
Однородные - увязка в сети однотипных средств, разрабатываемых одной фирмой. Подключение к такой сети средств других производителей возможно только при условии соблюдения в них стандартов, принятых в однородной архитектуре		Неоднородные - единые универсальные сетевые технологии, независимо от типов применяемых в них средств

 

По охвату территории

 

Сетевые технологии
Локальные			Территориальные (региональные, корпоративные, ведомственные)			Федеральные			Глобальные

 

Локальные вычислительные сети (ЛВС, LAN) обеспечивают постоянное и оперативное взаимодействие между отдельными пользователями в пределах коммерческой, научной, либо производственной структуры.

Свое название ЛВС получила за то, что все её компоненты (ПК, каналы коммуникаций, средства связи) физически размещаются на небольшой территории одной организации или её отдельных подразделений.

Территориальной (региональной) (MAN) называют технологию (сеть), компьютеры которой находятся на большом удалении друг от друга, как правило, от десятков до сотен километров. Иногда территориальную сеть называют корпоративной или ведомственной.

Федеральная сеть имеет задачей создание магистральной сети передачи данных с коммутацией пакетов и предоставление услуг по передаче данных в реальном масштабе времени широкому кругу пользователей, к числу которых относятся и территориальные сети (несколько территориальных сетей в пределах государства, например, банковская сеть).

Глобальные  сети (WAN) обеспечивают возможность абонентам не только доступа к компьютерным ресурсам, но и возможности взаимодействия между собой различных профессиональных групп, рассредоточенных на большой территории.

5.  Электронная почта

Электронная почта - специальный пакет программ для хранения и пересылки сообщений между пользователями ЭВМ.

Посредством электронной почты реализуется служба безбумажных почтовых отношений.

Электронная почта является системой

• сбора,
• регистрации,
• обработки
• передачи

любой информации (текстовых документов, изображений, цифровых данных, звукозаписи и т.д.) по сетям ЭВМ

 Электронная почта выполняет функции:

• редактирование документов перед передачей
• их хранение в специальном банке
• пересылка корреспонденции
• проверка и исправление ошибок, возникающих при передаче
• выдача подтверждения о получении корреспонденции адресатом
• получение и хранение информации в собственном "почтовом ящике"
• просмотр полученной корреспонденции.

"Почтовый ящик" - это специально организованный файл для хранения корреспонденции.

Почтовый ящик состоит из двух корзин: отправления и получения.

Любой пользователь может обратиться к корзине получения другого пользователя и сбросить туда информацию. Но просмотреть ее он не может. Из корзины отправлений почтовый сервер забирает информацию для рассылки другим пользователям.

Каждый почтовый ящик имеет сетевой адрес.

Почтовый сервер (Mail Server) - выделенная рабочая станция для организации электронной почты, с электронными почтовыми ящиками, выполняющая функции: