Вопрос 31. Организация работ с данными в вычислительной сети. Схема взаимодействия пользователя с базой данных. Краткая характеристика
Компьютерная (вычислительная) сеть — совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.
Локальнаявычислительнаясеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов локальной вычислительной сети. Обычно такая сеть привязана к конкретному месту. К классу локальных вычислительных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов и т.д. Протяженность такой сети можно граничить пределами 2–2,5 км.
Технические устройства, выполняющие функции сопряжения ЭВМ с каналами связи называются адаптерами или сетевыеадаптерами. Один адаптер обеспечивает сопряжение с ЭВМ одного канала связи.
Архитектура вычислительной сети. Основное назначение любой компьютерной сети — предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям.
С этой точки зрения локальную вычислительную сеть можно рассматривать как совокупность серверов и рабочих станций.
Сервер — компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами. Серверы могут осуществлять хранение данных, управление базами данных, удаленную обработку заданий, печать заданий и ряд других функций, потребность в которых мажет возникнуть у пользователей сети. Сервер — источник ресурсов сети.
Рабочая станция — персональный компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам. Рабочая станция сети функционирует как в сетевом, так и в локальном режиме. Она оснащена собственной операционной системой (MS DOS, Windows и т. д.), o6eчивает пользователя всеми необходимыми инструментами для решения прикладных задач.
Особое внимание следует уделить одному из типов серверов — файловому серверу (FileServer). В распространенной терминологии для него принято сокращенное название файл-сервер. Файл-сервер хранит данные пользователей сети и обеспечивает им доступ к этим данным. Это, компьютер с большой емкостью оперативной памяти, жесткими диски большой емкости и дополнительными накопителями на магнитной ленте (стриммерами).
Он работает под управлением специальной операционной системы, которая обеспечивает одновременный доступ пользователей сети к расположенным на нем данным.
Файл-сервер выполняет следующий функции: хранение данных, архивирование данных, синхронизацию изменений данных различными пользователями, передачу данных.
Для многих задач использование одного файл-сервера оказывается недостаточным. Тогда в сеть, могут включаться несколько серверов.
Управление взаимодействием устройств в сети. Информационные системы, построенные на базе компьютерных сетей обеспечивают решение следующих задач: хранение данных, обработка данных, организация доступа пользователей к данным, передача данных результатов обработки данных пользователям.
В системах централизованной обработки эти функции выполняла центральная ЭВМ (Mainframe, Host).
Компьютерные сети реализуют распределению обработку данных. Обработка данных в этом случае распределена между двумя объектами: клиентом и сервером.
Клиент — задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети. В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения сложных пpoцедур, чтение файла, поиск информации в базе данных и т. д.
Сервер, определенный ранее, выполняет запрос, поступивший от клиента. Результаты выполнения запроса передаются клиенту. Сервер обеспечивает хранение данных общего пользования организует доступ к этим данным и передает данные клиенту.
Клиент обрабатывает полученные данные и представляет результаты обработки в виде удобном для пользователя. В принципе обработка данных может быть выполнена и на сервере. Для подобных систем приняты термины — системы клиент-сервер или архитектура клиент-сервер.
Архитектура клиент-сервер может использоваться как в одноранговых локальных вычислительных сетях, так и в сети с выделенным сервером.
Одноранговая сеть. В такой сети нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций нет единого устройства для хранения данных. Сетевая операционная система распределена по всем рабочим станциям. Каждая станция сети может выполнять функции как клиента, так и сервера. Она может обслуживать запросы от других рабочих станций и направлять свои запросы на обслуживание в сеть.
Пользователю сети доступны все устройства, подключенные к другим станциям (диски, принтеры).
Достоинства одноранговых сетей: низкая стоимость и высокая надежность.
Недостатки одноранговых сетей:
– зависимость эффективности работы сети от количества станций;
– сложность управления сетью;
– сложность, обеспечения защиты информации;
– трудности обновления и изменения программного обеспечения станций.
Сеть с выделенным сервером. В сети с выделенным сервером один из компьютеров выполняет функции хранения данных, предназначенных для использования всеми рабочими станциями, управления взаимодействием между рабочими станциями и ряд сервисных функций.
Такой компьютер обычно называют сервером сети. На нем устанавливается сетевая операционная система, к нему подключаются все разделяемые внешние устройства — жесткие диски, принтеры и модемы.
Взаимодействие между рабочими станциями в сети, как правило, осуществляется через сервер. Логическая организация такой сети может, быть представлена топологией звезда. Роль центрального устройства выполняет сервер.
Достоинства сети с выделенным сервером:
– надежная система защиты информации;
– отсутствие ограничений на число рабочих станций;
– простота управления по сравнению с одноранговыми сетями.
– высокая стоимость из-за выделения одного компьютера под сервер;
– зависимость быстродействия и надежности сети от сервера;
– меньшая гибкость по сравнению с одноранговой сетью.
Маршрутизатор (роутер). Сеть сложной конфигурации, представляющая собой соединение нескольких сетей, нуждается в специальном устройстве. Задача этого устройства — отправить сообщение адресату в нужную сеть. Называется такой устройство маршрутизатором. Маршрутизатор выполняет свои функции на сетевом уровне, поэтому он зависит от протоколов обмена данными, но не зависит от типа сети. С помощью двух адресов — адреса сети и адреса узла маршрутизатор однозначно выбирает определенную станцию сети.
ИЛИ
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
3. Технология обработки данных в локальной сети
В зависимости от используемых технических и программных средств могут быть реализованы различные сетевые технологии. Технология обработки данных в локальных сетях организаций, предприятий во многом зависит от состава и функций серверов.
В ЛВС под сервером понимается компьютер или соответствующая программа. На одном выделенном компьютере-сервере ЛВС может функционировать несколько серверов-программ, например, коммуникационный сервер, сервер приложений. В больших корпоративных сетях с десятками, сотнями рабочих станций могут быть выделены серверы, которые «специализируются» на выполнении той или иной функции.
Сервер ЛВС – мощный, надежный компьютер, предназначенный для обработки запросов от сетевых рабочих станций, предоставляющий им доступ к общим ресурсам. Основные функции сервера ЛВС: «отвечает» за коммуникационные связи сетевых рабочих станций; организует доступ к общим сетевым ресурсам (дисковому пространству, принтеру, модему); выполняет прикладные программы, которые запускают пользователи со своих рабочих станций (технология “клиент-сервер”); обеспечивает одновременную совместную работу пользователей сети.
Сервер баз данных – компьютер, выполняющий функции хранения, обработки и управления файлами баз данных (используется промышленная СУБД).
Коммуникационный сервер – компьютер, предоставляющий клиентским компьютерам (рабочим станциям) сети доступ к модему, факс-модему, к Интернет по выделенной линии.
Сервер приложений – компьютер, используемый для выполнения прикладных программ (решения задач) пользователей сети. Обработка данных (решение задач) ведется не на сетевых рабочих станциях, а на сервере приложений.
Файловый сервер – компьютер, хранящий данные (файлы условно-постоянной и переменной информации) пользователей сети и обеспечивающий доступ к этим данным.
Концентрация в ЛВС баз данных и программ на сервере требует его надежности, достигаемой за счет повторного считывания с диска и сверки информации, выполнения всех операций спасения-восстановления информации при отключении питания без участия оператора, применения источника бесперебойного питания, оперативного обнаружения дефектных участков диска, появившихся в процессе работы, исключения их использования, использования «зеркального» (резервного) диска.
В ЛВС используют в основном две модели (архитектуры) взаимодействия сетевых рабочих станций и серверов: «файл-сервер» и «клиент-сервер».
Компьютер, управляющий ресурсами, называют сервером, а компьютер, желающий ими воспользоваться – клиентом.
В модели «файл-сервер» для получения сведений, например о поставщике, с сервера на рабочую станцию пользователя передается весь файл (справочник) поставщиков.
В модели «клиент-сервер» для получения сведений, например о поставщике, сервер находит сведения о нем и передает на рабочую станцию пользователя.
Передача с сервера на рабочие станции больших объемов информации в модели «файл-сервер» ведет к перегрузке сети. При использовании модели «клиент-сервер» объемы данных, передаваемых в сети, значительно меньше, чем при модели «файл-сервер». Между клиентом и сервером обмен идёт в основном кодами клавиш, событиями «мыши», фрагментами изображения (вводится необходимая информация).
Запрос, например, к базе данных, и получение результатов его обработки называют транзакцией. СУБД посредством механизма транзакций поддерживают одновременный доступ к данным многих пользователей, без возможности влияния каждого на результаты запросов. Каждая транзакция либо выполняется целиком, либо не выполняется вовсе (свойство атомарности). В этом случае производится операция, называемая откатом транзакции. Монитор транзакций и ОС следят за транзакциями и, в случае аварии сервера, при повторном его запуске ликвидируют все действия незавершенной транзакции (производят откат). Транзакции выполняются независимо одна от другой (свойство изолированности).
В локальных сетях с выделенным сервером, работающим под управлением сетевой (серверной) ОС Windows Server 2003/2008, Novell NetWare 5.х/6.х. и др. совместно используемые файлы хранятся на сервере, что облегчает их сопровождение, обеспечение целостности; возможно совместное использование одной копии программы, хранимой на сервере; возможна совместная групповая работа нескольких человек (рабочих станций) при подготовке документов; один модем может использоваться для приема/передачи данных с каждой рабочей станции, на высокоскоростном сетевом принтере выводятся на печать данные со всех или части рабочих станций ЛВС.
В корпоративных сетях для построения единого информационного пространства территориально-распределенного предприятия используются технологии удаленной и распределенной обработки данных. Первый вариант обеспечивает регистрацию, обработку и хранение информации на одном сервере БД всеми пользователями системы, в т.ч. работающими в удаленных филиалах. Он требует использования высокоскоростных каналов связи для передачи большого объема информации. При реализации второго варианта регистрация и обработка информации выполняется на нескольких серверах БД, установленных в каждом филиале. Второй вариант предполагает содержание в каждом филиале высокооплачиваемого администратора БД. Работа с информацией реализуется в рамках клиент-серверной архитектуры. Каждый пользователь запускает на своей рабочей станции клиентское приложение точно так же, как и при работе в локальной сети.