Построение локально-вычислительной сети в автокомплексе "Первомайский"

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Введение

Компьютеры появились в жизни человека совсем недавно, чуть более пятидесяти лет назад, но уже сейчас почти каждый человек может с уверенностью сказать, что будущее - за компьютерными технологиями.

Процесс развития персонального компьютера прошел достаточно большой путь, от огромных вычислительных машин, величиной с целые дома, до небольших микрокомпьютеров. Особенно быстрый темп развития у компьютерных технологий наблюдался в течение последних 10-15 лет. Усовершенствование процесса производства, увеличение объема выпускаемых компьютеров - все это, несомненно, привело к удешевлению стоимости персонального компьютера, и он уже в наше время перестает быть некоторым предметом роскоши, постепенно превращаясь в незаменимый атрибут любого предприятия, офиса и большинства квартир.

С увеличение количества пользователей персонального компьютера возникла потребность в удобном и быстром способе передачи информации между вычислительными машинами, таким способом стали - локально-вычислительные сети.

Именно с помощью локальных сетей возможно с наименьшими усилиями организовать работу большого количества компьютеров, вести централизованное управление, обеспечить надежную информационную безопасность, и антивирусную защиту.

В данной курсовой работе рассмотрен метод организации локально-вычислительной сети в автокомплексе.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

Целью курсовой работы является построение локально-вычислительной сети в автокомплексе “Первомайский”. Созданная ЛВС должна учитывать постепенное увеличение парка рабочих станций, и постоянно увеличивающиеся нагрузки на сетевые ресурсы.

Для достижения поставленной цели, необходимо предложить пути построения ЛВС со следующими параметрами:

- выход в Интернет и электронная почта;

- обеспечить возможность обмена информацией между сотрудниками;

- организовать резервирование данных;

Выделить сервер для установки на него 1C Бухгалтерии.



2. Функциональная схема локальной вычислительной сети

Компьютерная сеть - это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.

Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью пользователей удаленных друг от друга компьютеров в одной и той же информации. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместной работы на принтерах и других периферийных устройствах, и даже одновременной обработки документов.

Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков:

* Территориальная распространенность;

* Ведомственная принадлежность;

* Скорость передачи информации;

* Тип среды передачи;

По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и региональными.

По принадлежности различают ведомственные и государственные сети. Ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории.

По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.

По типу среды передачи разделяются на сети коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.

Локальные компьютерные сети.

Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс, состоящий из 8--12 компьютеров) или в одном здании (например, в здании школы могут быть объединены в локальную сеть несколько десятков компьютеров, установленных в различных предметных кабинетах).

В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, т. е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (диски, каталоги, файлы) сделать общедоступными по сети. Такие сети называются одноранговыми.

Если к локальной сети подключено более десяти компьютеров, то одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов или программ-приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть -- сетью на основе серверов.

Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер). Между собой компьютеры (сетевые адаптеры) соединяются с помощью кабелей.

Топология сети.

Общая схема соединения компьютеров в локальные сети называется топологией сети. Топологии сети могут быть различными.

Сети Ethernet чаще всего могут иметь топологию «шина» и «звезда». В первом случае все компьютеры подключены к одному общему кабелю (шине), во втором - имеется специальное центральное устройство (хаб), от которого идут «лучи» к каждому компьютеру, т.е. каждый компьютер подключен к своему кабелю.



Структура типа «шина» проще и экономичнее, так как для нее не требуется дополнительное устройство и расходуется меньше кабеля. Но она очень чувствительна к неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном месте, то возникают проблемы для всей сети. Место неисправности трудно обнаружить.

В этом смысле «звезда» более устойчива. Поврежденный кабель - проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Не требуется усилий по локализации неисправности.

В сети, имеющей структуру типа «кольцо» информация передается между станциями по кольцу с переприемом в каждом сетевом контроллере. Переприем производится через буферные накопители, выполненные на базе оперативных запоминающих устройств, поэтому при выходе их строя одного сетевого контроллера может нарушиться работа всего кольца.

Достоинство кольцевой структуры - простота реализации устройств, а недостаток - низкая надежность.

Региональные компьютерные сети.

Локальные сети не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. На помощь приходят региональные сети, объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента).

Корпоративные компьютерные сети.

Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и пр.), создают собственные, так называемые корпоративные сети. Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах (в качестве примера можно привести сеть корпорации Microsoft, MSN).

Глобальная компьютерная сеть Интернет.

В 1969 году в США была создана компьютерная сеть ARPAnet, объединяющая компьютерные центры министерства обороны и ряда академических организаций. Эта сеть была предназначена для узкой цели: главным образом для изучения того, как поддерживать связь в случае ядерного нападения и для помощи исследователям в обмене информацией. По мере роста этой сети создавались и развивались многие другие сети. Еще до наступления эры персональных компьютеров создатели ARPAnet приступили к разработке программы InternettingProject ("Проект объединения сетей"). Успех этого проекта привел к следующим результатам. Во-первых, была создана крупнейшая в США сеть internet (со строчной буквы i). Во-вторых, были опробованы различные варианты взаимодействия этой сети с рядом других сетей США. Это создало предпосылки для успешной интеграции многих сетей в единую мировую сеть. Такую "сеть сетей" теперь всюду называют Internet (в отечественных публикациях широко применяется и русскоязычное написание - Интернет). В настоящее время на десятках миллионов компьютеров, подключенных к Интернету, хранится громадный объем информации (сотни миллионов файлов, документов и т. д.) и сотни миллионов людей пользуются информационными услугами глобальной сети.



3. Планирование структуры сети

вычислительный сеть локальный

Компьютерная сеть - это несколько компьютеров в пределах ограниченной территории (находящихся в одном помещении, в одном или нескольких близко расположенных зданиях) и подключенных к единых линиям связи. Сегодня большинство компьютерных сетей - это локальные компьютерные сети (Local-AreaNetwork), которые размещаются внутри одного конторского здания и основанные на компьютерной модели клиент/сервер. Сетевое соединение состоит из двух участвующих в связи компьютеров и пути между ними. Можно создать сеть, используя беспроводные технологии, но пока это не распространено.

В модели клиент/сервер связь по сети делится на две области: сторону клиента и сторону сервера. По определению, клиент запрашивает информацию или услуги из сервера. Сервер в свою очередь, обслуживает запросы клиента. Часто каждая сторона в модели клиент/сервер может выполнять функции, как сервера, так и клиента. При создании компьютерной сети необходимо выбрать различные компоненты, определяющие, какое программное обеспечение и оборудование вы сможете использовать, формируя свою корпоративную сеть. Компьютерная сеть - это неотъемлемая часть современной деловой инфраструктуры, а корпоративная сеть - лишь одно из используемых в ней приложений и, соответственно, не должна быть единственным фактором, определяющим выбор компонентов сети. Необходимые для Intranet компоненты должны стать дополнением к имеющейся сети, не приводя к существенному изменению ее архитектур.

3.1 Способ управления сетью

Каждая организация формулирует собственные требования к конфигурации сети, определяемые характером решаемых задач. В первую очередь необходимо определить, сколько человек будут работать в сети. От этого решения, по существу, будут зависеть все последующие этапы создания сети.

Количество рабочих станций напрямую зависит от предполагаемого числа сотрудников. Другим фактором является иерархия компании. Для фирмы с горизонтальной структурой, где все сотрудники должны иметь доступ к данным друг друга, оптимальным решением является простая одноранговая сеть.

Фирме, построенной по принципу вертикальной структуры, в которой точно известно, какой сотрудник и к какой информации должен иметь доступ, следует ориентироваться на более дорогой вариант сети - с выделенным сервером. Только в такой сети существует возможность администрирования прав доступа.



3.2 Выбор типа сети

В данном случае на предприятии имеется 30 рабочих станции, которые и требуется объединить в корпоративную сеть.

Одним из главных этапов планирования является создание предварительной схемы. При этом в зависимости от типа сети возникает вопрос об ограничении длины кабельного сегмента. Это может быть несущественно для небольшого офиса, однако если сеть охватывает несколько этажей здания, проблема предстает в совершенно ином свете. В таком случае необходима установка дополнительных репитеров (repeater).

3.3 Размещение сервера

В отличие от установки одноранговой сети, при построении ЛВС с сервером возникает еще один вопрос - где лучше всего установить сервер.

Сервер расположен в комнате сетевого администратора, так как только это помещение удовлетворяет требованиям, то есть уровень шума в помещении минимален, помещение изолированно от других, следовательно, доступ к серверу будет ограничен.

Сетевой администратор сможет постоянно следить за работой сервера и осуществлять обслуживание сервера, так как при установке сервера.

3.4 Сетевая архитектура

Сетевая архитектура - это сочетание топологии, метода доступа, стандартов, необходимых для создания работоспособной сети.

Выбор топологии определяется, в частности, планировкой помещения, в котором разворачивается ЛВС. Кроме того, большое значение имеют затраты на приобретение и установку сетевого оборудования, что является важным вопросом для фирмы, разброс цен здесь также достаточно велик.

Топология типа «звезда» представляет собой более производительную структуру, каждый компьютер, в том числе и сервер, соединяется отдельным сегментом кабеля с центральным концентратором (HAB).

Основным преимуществом такой сети является её устойчивость к сбоям, возникающим вследствие неполадок на отдельных ПК или из-за повреждения сетевого кабеля.

Важнейшей характеристикой обмена информацией в локальных сетях являются так называемые методы доступа (accessmethods), регламентирующие порядок, в котором рабочая станция получает доступ к сетевым ресурсам и может обмениваться данными.

За аббревиатурой CSMA/CD скрывается английское выражение «CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection » (коллективный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий). С помощью данного метода все компьютеры получают равноправный доступ в сеть. Каждая рабочая станция перед началом передачи данных проверяет, свободен ли канал. По окончании передачи каждая рабочая станция проверяет, достиг ли адресата отправленный пакет данных. Если ответ отрицательный, узел производит повторный цикл передачи/контроля приема данных и так до тех пор, пока не получит сообщение об успешном приеме информации адресатом.

Так как этот метод хорошо зарекомендовал себя именно в малых и средних сетях, для предприятия данный метод подойдет. К тому же сетевая архитектура Ethernet, которую и будет использовать сеть предприятия, использует именно этот метод доступа.

Спецификацию Ethernet в конце семидесятых годов предложила компания XeroxCorporation. Позднее к этому проекту присоединились компании DigitalEquipmentCorporation (DEC) и IntelCorporation. В 1982 году была опубликована спецификация на Ethernet версии 2.0. На базе Ethernet институтом IEEE был разработан стандарт IEEE 802.3.

В настоящее время технология, применяющая кабель на основе витой пары (10Base - T), является наиболее популярной. Такой кабель не вызывает трудностей при прокладке.

Сеть на основе витой пары, в отличие от тонкого и толстого коаксиала, строится по топологии звезда. Чтобы построить сеть по звездообразной топологии, требуется большее количество кабеля (но цена витой пары не велика). Подобная схема имеет и неоценимое преимущество - высокую отказоустойчивость. Выход из строя одной или нескольких рабочих станций не приводит к отказу всей системы. Правда если из строя выйдет хаб, его отказ затронет все подключенные через него устройства.

Еще одним преимуществом данного варианта является простота расширения сети, поскольку при использовании дополнительных хабов (до четырех последовательно) появляется возможность подключения большого количества рабочих станций (до 1024). При применении неэкранированной витой пары (UTP) длина сегмента между концентратором и рабочей станцией не должна превышать 100 метров, чего не наблюдается в предприятии.

3.5 Сетевые ресурсы

Следующим важным аспектом планирования сети является совместное использование сетевых ресурсов (принтеров, факсов, модемов).

Перечисленные ресурсы могут использоваться как в одноранговых сетях, так и в сетях с выделенным сервером. Однако в случае одноранговой сети сразу выявляются её недостатки. Чтобы работать с перечисленными компонентами, их нужно установить на рабочую станцию или подключить к ней периферийные устройства. При отключении этой станции все компоненты и соответствующие службы становятся недоступными для коллективного пользования.

В сетях с сервером такой компьютер существует по определению. Сетевой сервер никогда не выключается, если не считать коротких остановок для технического обслуживания. Таким образом, обеспечивается круглосуточный доступ рабочих станций к сетевой периферии.

На предприятии имеется десять принтеров: в каждом обособленном помещении. Администрация пошла на расходы для создания максимально комфортных условий работы коллектива.

Теперь вопрос подключения принтера к ЛВС. Для этого существует несколько способов.

1.Подключение к рабочей станции.

Принтер подключается к той рабочей станции, которая находиться к нему ближе всего, в результате чего данная рабочая станция становится сервером печати. Недостаток такого подключения в том, что при выполнении заданий на печать производительность рабочей станции на некоторое время снижается, что отрицательно скажется на работе прикладных программ при интенсивном использовании принтера. Кроме того, если машина будет выключена, сервер печати станет недоступным для других узлов.

2.Прямое подключение к серверу.

Принтер подключается к параллельному порту сервера с помощью специального кабеля. В этом случае он постоянно доступен для всех рабочих станций. Недостаток подобного решения обусловлен ограничением в длине принтерного кабеля, обеспечивающего корректную передачу данных. Хотя кабель можно протянуть на 10 и более метров, его следует прокладывать в коробах или в перекрытиях, что повысит расходы на организацию сети.

3. Подключение к сети через специальный сетевой интерфейс.

Принтер оборудуется сетевым интерфейсом и подключается к сети как рабочая станция. Интерфейсная карта работает как сетевой адаптер, а принтер регистрируется на сервере как узел ЛВС. Программное обеспечение сервера осуществляет передачу заданий на печать по сети непосредственно на подключенный сетевой принтер.

В сетях с шинной топологией сетевой принтер, как и рабочие станции соединяется с сетевым кабелем при помощи Т-коннектора, а при использовании «звезды» - через концентратор.

Интерфейсную карту можно установить в большинство принтеров, но её стоимость довольно высока.

4. Подключение к выделенному серверу печати.

Альтернативой третьему варианту является использование специализированных серверов печати. Такой сервер представляет собой сетевой интерфейс, скомпонованный в отдельном корпусе, с одним или несколькими разъемами (портами) для подключения принтеров. Однако в данном случае использование сервера печати является непрактичным.

В нашем случае в связи с нерентабельностью установки специального сетевого принтера, покупкой отдельной интерфейсной карты для принтера самым подходящим способом подключения сетевого принтера является подключение к рабочей станции. На это решение повлиял ещё и тот факт, что принтеры расположены около тех рабочих станций, потребность которых в принтере наибольшая.

Методика расчета конфигурации сети Ethernet

Для того, чтобы сеть Ethernet, состоящая из сегментов различной физической природы, работала корректно, необходимо, чтобы выполнялись три основных условия:

* Количество станции в сети не превышает 1024 (с учетом ограничений для коаксиальных сегментов).

* Удвоенная задержка распространения сигнала (PathDelayValue, PDV) между двумя самыми удаленными друг от друга станциями сети не превышает 575 битовых интервала.

* Сокращение межкадрового расстояния (InterpacketGapShrinkage) при прохождении последовательности кадров через все повторители не более чем на 49 битовых интервалов (напомним, что при отправке кадров станция обеспечивает начальное межкадровое расстояние в 96 битовых интервалов).

Соблюдение этих требований обеспечивает корректность работы сети даже в случаях, когда нарушаются простые правила конфигурирования, определяющие максимальное количество повторителей и максимальную длину сегментов каждого типа.

Физический смысл ограничения задержки распространения сигнала по сети уже пояснялся - соблюдение этого требования обеспечивает своевременное обнаружение коллизий.

Требование на минимальное межкадровое расстояние связано с тем, что при прохождении кадра через повторитель это расстояние уменьшается. Каждый пакет, принимаемый повторителем, ресинхронизируется для исключения дрожания сигналов, накопленного при прохождении последовательности импульсов по кабелю и через интерфейсные схемы. Процесс ресинхронизации обычно увеличивает длину преамбулы, что уменьшает межкадровый интервал. При прохождении кадров через несколько повторителей межкадровый интервал может уменьшиться настолько, что сетевым адаптерам в последнем сегменте не хватит времени на обработку предыдущего кадра, в результате чего кадр будет просто потерян. Поэтому не допускается суммарное уменьшение межкадрового интервала более чем на 49 битовых интервалов. Величину уменьшения межкадрового расстояния при переходе между соседними сегментами обычно называют в англоязычной литературе SegmentVariableValue (SVV), а суммарную величину уменьшения межкадрового интервала при прохождении всех повторителей - PathVariableValue (PVV). Очевидно, что величина PVV равна сумме SVV всех сегментов, кроме последнего.



4. Стандарты и средства управления сетями

Любая более-менее сложная вычислительная сеть требует дополнительных специальных средств управления помимо тех, которые имеются в стандартных сетевых операционных системах. Это связано с тем, что в больших сетях появляется новый класс оборудования - интеллектуальные концентраторы и маршрутизаторы, создающие активную транспортную систему. Такое оборудование характеризуется большим количеством параметров, требующих конфигурирования, настройки и контроля со стороны администратора. И хотя для облегчения этой задачи в коммуникационное оборудование встраиваются специальные средства управления и контроля, распределенность этих устройств требует наличия централизованной системы, которая, получая данные от встроенных средств о состоянии каждого устройства, организует согласованную и стабильную работу сети в целом.

В соответствии с рекомендациями ISO можно выделить следующие функции средств управления сетью:

* Управление конфигурацией сети и именованием - состоит в конфигурировании компонентов сети, включая такие параметры, как их местоположение, сетевые адреса и идентификаторы, управление параметрами сетевых операционных систем, поддержание схемы сети, а также эти функции используются для именования объектов.

* Обработка ошибок - это выявление, определение и устранение последствий сбоев и отказов в работе сети.

* Анализ производительности - помогает на основе накопленной статистической информации оценивать время ответа системы и величину графика, а также планировать развитие сети.

* Управление безопасностью - включает в себя контроль доступа и сохранение целостности данных. В эти функции входит процедура аутентификации, проверки привилегий, поддержка ключей шифрования, управления полномочиями. К этой же группе можно отнести важные механизмы управления паролями, внешним доступом, соединения с другими сетями.

* Учет работы сети - включает регистрацию и управление используемыми ресурсами и устройствами. Эта функция оперирует такими понятиями, как время использования и плата за ресурсы.

Средства управления сетью часто смешивают со средствами управления компьютерами и их операционными системами. Первые часто называют средствами управления сетью (NetworkManagement ), а вторые - средствами управления системой (SystemManagement).

Средства управления системой обычно выполняют следующие функции:

* Учет используемых аппаратных и программных средств. Система автоматически собирает информацию об обследованных компьютерах и создает записи в базе данных о аппаратных и программных ресурсах. После этого администратор может быстро выяснить, чем он располагает и где это находится. Например, узнать о том, на каких компьютерах нужно обновить драйверы принтеров, какие ПК обладают достаточным количеством памяти и дискового пространства и т. п.

* Распределение и установка программного обеспечения. После завершения обследования администратор может создать пакеты рассылки программного обеспечения - очень эффективный способ для уменьшения стоимости такой процедуры. Система может также позволять централизованно устанавливать и администрировать приложения, которые запускаются с файловых серверов, а также дать возможность конечным пользователям запускать такие приложения с любой рабочей станции сети.

* Удаленный анализ производительности и возникающих проблем. Администратор может удаленно управлять мышью, клавиатурой и видеть экран любого ПК, работающего в сети под управлением той или иной сетевой операционной системы. База данных системы управления обычно хранит детальную информацию о конфигурации всех компьютеров в сети для того, чтобы можно было выполнять удаленный анализ возникающих проблем.

Как видно из приведенных перечней, средства управления сетью и средства управления системой часто выполняют сходные функции, но по отношению к различным объектам. В первом случае объектом управления является коммуникационное оборудование, а во втором - программное и аппаратное обеспечение компьютеров сети. Вместе с тем, некоторые функции этих двух видов систем управления могут дублироваться (например, средства управления системой могут выполнять простейший анализ сетевого графика).

Примерами средств управления системой являются такие продукты, как SystemManagementServer компании Microsoft или LAN DeskManager фирмы Intel, а типичными представителями средств управления сетями являются системы НР OpenView, SunNetManager и IBM NetView. Естественно, что в данном курсе, посвященном изучению коммуникационного оборудования, рассмотрены только системы управления сетями.

Определение системных требований

После инвентаризации существующей вычислительной системы необходимо определить требования к новой системе. Для определения технических параметров сети рассматривайте системные требования не с технической точки зрения, а с позиций руководителей, менеджеров и конечных пользователей.

Для выяснения системных требований необходимо ответить на следующие вопросы:

* Что нужно соединять? Требуется ли сотрудникам какого-либо подразделения общаться с небольшим (большим) количеством людей в пределах небольшой территории или же им нужно общаться с небольшим (большим) количеством людей в пределах географически обширной области? Объем и распределение графика поможет определить требуемую мощность компьютеров, а также типы и скорости коммуникационного оборудования и сервисов.

* Что из существующего аппаратного и программного обеспечения будет использоваться в новой системе? Какие системы нужно оставить в разрабатываемой корпоративной сети? Нужно ли эти системы соединять в сеть? Будут ли существующие системы нормально работать в новой сети? Существуют ли какие-либо стандарты предприятия, существуют ли преобладающие приложения? Какое оборудование и приложения нужно добавить, чтобы достигнуть поставленных производственных целей?

* Какие объемы информации будут передаваться по сети? Объем передаваемой информации определяет требуемую пропускную способность сети. По корпоративной сети будет передаваться больше или меньше информации? Определите это подсчетом количества пользователей сети, среднего количества выполняемых транзакций в день каждым из пользователей и среднего объема транзакции. Такой подсчет поможет определить технологию доступа к среде передачи данных (Ethernet, FDDI,...) и требования к глобальным сервисам.

* Какое время реакции сети является приемлемым? Будут ли пользователи ждать одну секунду, пол-секунды или две секунды? Такие измерения помогут определить требования к скорости оборудования, приложений и комму-никационных связей.

* В течение какого времени сеть существенно необходима для работы предприятия? Нужна ли сеть 24 часа в день и 7 дней в неделю или же только в течение 8 часов в день и 5 дней в неделю? Нужно ли увеличить сегодняшние па-раметры использования сети?

* Какие требования предъявляются к среднему времени устранения неисправностей? Как отражаются операции по обслуживанию и ремонту сети на эффективности ведения дел предприятием? Потеряет ли предприятие 5 миллионов долларов или же 100 тысяч долларов, если сеть будет неисправна в течение одного часа? Каков будет ущерб от простоя сети с течение двух часов?

* Каков планируемый рост системы? Каков текущий коэффициент использования сети и как он может измениться в течение ближайших 6 месяцев, одного года, двух лет? Даже если вы тщательно спланировали сеть, но не учли возможности ее роста и развития, то системные требования придется изменить и увеличить. Рост сети нужно планировать заранее, а не просто реагировать на фактический рост ее нагрузки.

Давайте рассмотрим два основных способа построения беспроводной сети в системе Windows XP Professional.

Одноранговая сеть

Самая простая беспроводная сеть состоит из двух компьютеров, оснащенных беспроводными сетевыми картами. Как видно из рисунка 5.14, здесь не нужна точка доступа, и всякий раз, когда эти два компьютера находятся в радиусе взаимодействия друг с другом, они образуют свою собственную независимую сеть. Такая сеть называется одноранговой (peer-to-peer) сетью. Такие сети с быстрой реакцией устанавливаются и настраиваются особенно легко. Им не нужны администрирование и предварительная настройка конфигурации. В данном случае каждый компьютер получает доступ только к ресурсам другого компьютера, а не центрального сервера или интернета. Сети такого вида идеально подходят для дома, небольшого бизнеса или для разовых нужд.

Внутренние сети

Как и в обычных компьютерных сетях, оборудование внутренних (внутри здания) беспроводных сетей состоит из PC-карты, PCI- и ISA-клиентских адаптеров и точек доступа.

Как и обычная локальная сеть небольшого размера, WLAN может быть составлена из пары компьютеров, обменивающихся информацией, или в ней может использоваться топология, изменяемая по ходу дела, в которой применяются только сетевые карты клиентов. Для расширения беспроводной локальной сети или для повышения ее функциональности используются точки доступа, которые могут выполнять роль моста к сети Ethernet.

Применение WLAN-технологии к настольным системам дает организации такую гибкость в работе, которая просто невозможна в обычных локальных сетях. Устройства-клиенты могут быть размещены там, куда нельзя проложить кабель. Более того, клиентов можно переставлять в любой момент времени по мере необходимости. Все это делает беспроводные сети идеальным вариантом для временных рабочих групп или для быстро растущих организаций.

4.1. Кабельная система

Технология монтажа СКС

Технологию монтажа и развёртывания СКС можно рассмотреть на примере одного рабочего места, так как все рабочие места организованы идентично. Две пары каждого кабеля используются для транспорта данных (одна пара для приёма и одна для передачи данных) одна пара для цифрового телефона и одна пара для аналогового телефона (в случае необходимости подключения факсимильного аппарата или модема).

Монтаж СКС (после составления проекта) начинается с укладки кабеля между серверной и клиентскими частями.

Схема построения

СКС построена по топологии «звезда», хотя, если быть точнее, то СКС представляет собой дерево: все клиенты сети являются ответвлениями центрального «магистрального» канала. Но топологически вся сеть представляет собой «звезду», с центром в виде каскада сетевых концентраторов в серверной комнате. В качестве сетевых концентраторов используются концентраторы фирмы 3COM серии 3C16751B, поддерживающие двойную скорость обмена: 10 и 100 Мбит в секунду. Два сетевых концентратора объединены в каскад (последовательное соединение) с помощью литых патч-кордов пятой категории. Таким образом, два шестнадцатипортовых концентратора образуют емкость в 32 порта пятой категории.

Организация рабочего места

Рабочее место пользователя (окончание СКС) состоит из двух розеток СКС: стандарта RJ 45 (восьмиконтактный разъём для подсоединения компьютера в сеть) и стандарта RJ 11 (шестиконтактный разъём для подсоединения телефонного аппарата любого типа). Блок розеток находится в так называемом «флор-боксе» (floorbox) - дословно «ящик в полу» - в специальном монтажном отсеке, сделанном в плите фальш-пола, куда монтируются силовые провода и элементы СКС для подключения конечного пользователя. Присоединение пользовательских терминалов осуществляется с помощью стандартных патч-кордов (стандартов RJ 45 и RJ 11 соответственно).

4.2 Основные административные блоки

Группирование компьютеров в рабочие группы дает два важных преимущества сетевым администраторам и пользователям. Наиболее важное - серверы домена составляют (формируют) единый административный блок, совместно использующий службу безопасности и информацию учетных карточек пользователя. Каждая рабочая группа имеет одну базу данных, содержащую учетные карточки пользователя и групп, а также установочные параметры политики безопасности. Все серверы домена функционируют либо как первичный контроллер домена, либо как резервный контроллер домена, содержащий копию этой базы данных. Это означает, что администраторам нужно управлять только одной учетной карточкой для каждого пользователя, и каждый пользователь должен использовать (и помнить) пароль только одной учетной карточки. Расширяя административный блок с единственного компьютера на целый домен, Windows 2000 Server сохраняет усилия администраторов и время пользователей. Второе преимущество доменов сделано для удобства пользователей: когда пользователи просматривают сеть в поисках доступных ресурсов, они видят сеть, сгруппированную в домены, а не разбросанные по всей сети серверы и принтеры.

Архитектура клиент-сервер

Архитектура клиент-сервер предъявляет специфические требования как к клиенту, так и к серверу. Программа, удовлетворяющая этим требованиям, может считаться клиент-серверным приложением, выполняющим распределенную обработку данных (рис. 6.5).

Рис. 6.5 Клиент, связывающийся с сервером по сети

Под распределенной обработкой понимается выполнение серверной частью программы запросов клиентской части. Серверная часть приложения обеспечивает хранение данных и их обработку, а клиентская часть передает серверу соответствующие запросы.

Преимущества клиент-серверных систем

Клиент-серверный подход -- модульный, причем серверные программные компоненты компактны и автономны.

Поскольку каждый компонент выполняется в отдельном защищенном процессе пользовательского режима, сбой сервера не повлияет на остальные компоненты операционной системы.

Автономность компонентов делает возможным их выполнение на нескольких процессорах на одном компьютере (симметричная многопроцессорная обработка) или на нескольких компьютерах сети (распределенные вычисления).

Обязанность клиента, как правило, -- предоставлять пользовательские сервисы и, прежде всего, пользовательский интерфейс, то есть средства для приема, отображения и редактирования данных, введенных пользователем, которые служат основой для запроса серверу. Кроме того, клиент можно настроить на обработку части данных, чтобы уменьшить нагрузку на ресурсы сервера.

Проектирование клиент-серверной системы

При разработке бизнес-приложения необходимо прежде всего проанализировать постановку задачи, чтобы понять, в каком направлении разрабатывать приложение. Дизайн проекта на всех стадиях разработки должен соответствовать поставленной задаче и требованиям конкретной бизнес-ситуации.

Стадии разработки

Клиент-серверное проектирование оптимизированной системы управления базой данных состоит из четырех стадий: концептуальной, логической, физической и перспективной (рис. 6.6). Этот путь от простого к сложному позволяет реализовать базу данных, предназначенную для решения конкретной задачи.

Рис. 6.6 Стадии проектирования клиент-серверной базы данных



Концепция

На концептуальной стадии основное внимание уделяется сценариям использования приложения. Они должны отражать требования пользователей к решению конкретных проблем бизнеса. Здесь определяется бизнес-проблема и вырабатывается подход, отвечающий нуждам и требованиям пользователей.

Логика

На этой стадии на основе сценариев использования проектируются бизнес-объекты и необходимые сервисы. Логическая структура приложения представляет собой основу формальной модели для команды проектировщиков и базу для оценки различных вариантов физического решения.

Физическое решение

На этой стадии проектируются физические компоненты для объектов и сервисов. Структура и дизайн компонентов должны отражать исходные бизнес-объекты и, естественно, сценарии использования. Дополнительные задачи на этой стадии -- учет существующей инфраструктуры и технологий для минимизации риска и сокращения цикла разработки.

Перспектива

Сценарии перспективного использования приложения или системы -- основа будущего расширения возможностей приложения. Они отражают мнение пользователей о будущем бизнес-решения и должны быть детализированы настолько, насколько это необходимо для понимания перспективы. Например, конкретное приложение может помимо текущего сценария платежей по чекам включать и перспективный -- для расчетов по кредитным карточкам.

Особенности клиента

Пользователям, работающим в сети, часто требуется запускать приложения с сетевого сервера. Клиентские компоненты должны включать средства поддержки локальной информации (в том числе и информацию из локального реестра и локальных файлов) и средства, предоставляющие пользователю доступ к серверным компонентам.

Особенности сервера

В состав серверной части должны входить основные исполняемые файлы, библиотеки и все остальные файлы, необходимые для поддержки доступа пользователей по сети. Кроме того, надо изучить требования к ресурсам сервера и на их основе принять решение относительно аппаратной конфигурации, учитывая тип процессора (например, SQL Server поддерживает процессоры Alpha AXP, MIPS и 32-разрядные процессоры семейства Intel x86) и ресурс памяти (чем больше клиентов, тем больше потребуется ОЗУ для сохранения и увеличения быстродействия).

Системы клиент-сервер

Клиент-серверная система управления базой данных может опираться на несколько типов распределения обязанностей между клиентом и сервером:

«интеллектуальные» клиенты;

«интеллектуальный» сервер;

смешанные системы;

многоуровневые системы. Схему реализации выбирают на основе анализа требований к:

сетевому графику;

ресурсам клиента и сервера;

производительности базы данных.

«Интеллектуальные» клиенты

Это один из самых распространенных методов реализации клиент-серверных приложений (рис. 6.7). «Интеллектуальному» клиенту можно доверить выполнение как бизнес-логики, так и сервисов представления данных.



Рис. 6.7 Бизнес-логика реализована на клиенте

В этом случае функции сервера ограничены поддержкой собственно базы данных. Вся информация обрабатывается локально, что освобождает ресурсы сервера. Многие приложения, разработанные на VisualBasic, являются интеллектуальными клиентами.

Достоинства «интеллектуальных» клиентов

Простота архитектуры, что облегчает разработку и сопровождение системы.

Наличие хорошо известных и достаточно мощных средств разработки (например, VisualBasic 5.0).

Клиент хорошо подходит для хранения текущей информации о состоянии, например первичного ключа записи, которую сейчас просматривает пользователь.

Недостатки «интеллектуальных» клиентов

Выполнение бизнес-правил на клиенте иногда увеличивает сетевой трафик из-за необходимости передавать клиенту все данные для принятия решения на основе правил.

Для модификации бизнес-логики необходимо повторное развертывание всех клиентов.

«Интеллектуальные» серверы

Перенеся все бизнес-правила на SQL Server, где они реализуются в виде хранимых процедур, Вы создадите«интеллектуальный» сервер (рис. 6.8). Роль сервера в такой клиент-серверной системе много шире простого хранилища файлов, доступных множеству пользователей сети. Интеллект сервера проявляется в способности выполнять команды (SQL-запросы) и возвращать результирующий набор данных.

Рис. 6.8 Бизнес-логика реализована на центральном сервере

В двухуровневой системе с «интеллектуальным» сервером бизнес-логика и сервисы представления развертываются на сервере. В этом случае бизнес-логика обычно реализуется в виде хранимых процедур и триггеров БД, так что основная часть обработки выполняется на сервере, а не на компьютере-клиенте.

Достоинства «интеллектуальных» серверов

Увеличение производительности: бизнес-логика выполняется в том же адресном пространстве, что и код доступа к базе данных, и, кроме того, тесно интегрирована с механизмом поиска данных SQL Server. Это означает, что данные не нужно перемещать или копировать перед обработкой, а значит, сетевой трафик минимизируется.

На сервере легче обеспечивать целостность данных.

При необходимости бизнес-логика модифицируется централизованно, без изменения клиентов.

Недостатки «интеллектуальных» клиентов

Повышение требований к ресурсам сервера, где выполняются все запросы и манипуляции с данными.

Ограниченный выбор средств разработки: хранимые процедуры, например, создают на языке Transact-SQL. Хотя SQL Server поддерживает вызовы кода, написанного на других языках, этот подход сложен и в общем случае менее эффективен, нежели разработка тех же функций на Transact-SQL.

Смешанные системы

В рамках двухуровневой реализации возможны и смешанные варианты, обладающие достоинствами как интеллектуальных серверов, так и интеллектуальных клиентов (рис. 6.9). Например, клиентский компонент смешанного решения, разработанный средствами VisualBasic, может вызывать хранимые процедуры SQL Server.

Рис. 6.9 Смешанные системы: интеллектуальные клиенты и интеллектуальный сервер

Достоинства смешанных систем

Часть бизнес-логики может быть реализована в клиентской части.

Серверный код (например, хранимые процедуры SQL Server) одновременно доступен многим клиентам, что снижает накладные затраты при выполнении однотипных запросов.

Эффективность работы клиентов меньше зависит от сетевого трафика.

Недостатки смешанных систем

Бизнес-логика распределена между клиентом и сервером.

Модернизация приложения требует распространения новых версий клиентской части среди широкой аудитории.

Многоуровневые системы

Многоуровневая система (иногда ее называют трехуровневой) позволяет разделить пользовательский интерфейс, бизнес-правила и базу данных (рис. 6.10).

Рис. 6.10 Пользовательский интерфейс, бизнес-правила и база данных размешены отдельно

В многоуровневой системе бизнес-правила реализуются как отдельные библиотеки (DLL). Их (например, написанные на VisualBasic) можно разместить на сервере. Клиент, библиотеки и база данных составляют распределенные сервисы многоуровневой системы.

Сервисы

Сервис -- это набор связанных функций, выполняющих определенные действия и/или предоставляющих информацию на основе взаимодействия с пользователем. Доступ к сервису обеспечивает интерфейс, инкапсулирующий его реализацию.

Сервисная модель -- это метод рассмотрения приложения как набора средств или сервисов, которые удовлетворяют запросы клиентов. Моделирование программы в виде набора отдельных сервисов позволяет повторно использовать компоненты, предоставляет доступ к ним другим приложениям и помогает распределять их выполнение между несколькими компьютерами сети.

Типы сервисов

В типичных бизнес-приложениях возможны сервисы трех категорий.

Тип сервиса	Размещение	Назначение
Пользовательский	Клиент	Представление информации и доступа к функциям приложения, навигация, сохранение целостности и непротиворечивости пользовательского интерфейса
Бизнес-сервис	Сервер	Реализация основных стратегий, генерация информации на основе данных и поддержка целостности среды принятия бизнес-решений
Сервис данных	Сервер	Структуризация данных, их хранение, извлечение и поддержка целостности

Достоинства многоуровневых систем

Разделение компонентов интерфейса, бизнес-правил и хранения данных. Возможность применения интеллектуальных клиентов. Возможность применения сервисов.

Недостатки многоуровневых систем

Необходимы сервер и сеть. Увеличивается сетевой трафик.

Резюме

Архитектура клиент-сервер позволяет разграничить обязанности сервера и клиентов, что делает ее одной из самых популярных моделей для систем масштаба предприятия. Клиент-серверное проектирование оптимизированной системы управления базой данных состоит из четырех стадий: концептуальной, логической, физической и перспективной. Реализация клиент-серверной системы управления базой данных может опираться на разные типы распределения обязанностей между клиентом и сервером. Среди них:

«интеллектуальные» клиенты;

«интеллектуальный» сервер;

смешанные системы;

многоуровневые системы.

Файловые системы

Историческим шагом явился переход к использованию централизованных систем управления файлами. С точки зрения прикладной программы файл - это именованная область внешней памяти, в которую можно записывать и из которой можно считывать данные. Правила именования файлов, способ доступа к данным, хранящимся в файле, и структура этих данных зависят от конкретной системы управления файлами и, возможно, от типа файла. Система управления файлами берет на себя распределение внешней памяти, отображение имен файлов в соответствующие адреса во внешней памяти и обеспечение доступа к данным.

Первая развитая файловая система была разработана фирмой IBM для ее серии 360. К настоящему времени она очень устарела, и мы не будем рассматривать ее подробно. Заметим лишь, что в этой системе поддерживались как чисто последовательные, так и индексно-последовательные файлы, а реализация во многом опиралась на возможности только появившихся к этому времени контроллеров управления дисковыми устройствами. Если учесть к тому же, что понятие файла в OS/360 было выбрано как основное абстрактное понятие, которому соответствовал любой внешний объект, включая внешние устройства, то работать с файлами на уровне пользователя было очень неудобно. Требовался целый ряд громоздких и перегруженных деталями конструкций. Все это хорошо знакомо программистам среднего и старшего поколения, которые прошли через использование отечественных аналогов компьютеров IBM.

Организация межстанционного взаимодействия

Максимально допустимое число направлений внешней связи в ЦСК "Квант" ограничивается лишь технически возможным для конкретной конфигурации системы числом подключаемых линейных трактов.

Взаимодействие АТС "Квант" со встречными АТС (АМТС) внешних направлений связи происходит путем обмена линейными и управляющими сигналами (ЛУС). По внешним ЦСЛ линейные и декадные адресные сигналы передаются в соответствующих сигнальных канальных интервалах (КИ) линейных трактов. В этих КИ, в зависимости от используемого способа кодирования линейных сигналов, за каждым разговорным каналом ЛТ можно закрепить 1...4 ВСК. Преобразование линейных сигналов, принимаемых из ВСК, во внутрисистемный формат, передачу их в управляющее устройство КМ по внутрисистемному сигнальному каналу (ВССК) и обратные действия для сигналов от УУ в ЦСЛ выполняет контроллер СГТ модуля СЦТ. В СГТ могут программно задаваться любые стандартные коды линейной сигнализации.

Для многочастотной сигнализации модуль СЦТ прозрачен. Обмен двучастотными комбинациями кода "2 из 6" обеспечивается подключением через коммутационное поле цифровых многочастотных генераторов (ГРИ) и приемников (БЦА) соответственно. Возможен любой метод многочастотного обмена - импульсный челнок, импульсный пакет и безынтервальный пакет.

При включении в ЦСК "Квант" аналоговых физических СЛ выбор типа КСЛ определяется проводностью линий, способом их использования (одно или двусторонние) и способом обмена линейными управляющиими сигналами в соответствующем направлении. Собственно КСЛобеспечивают обмен линейными сигналами постоянного тока и батарейными импульсами декадного кода.

При включении универсальных двусторонних ФСЛ возможна сигнализация временным кодом с индуктивным способом передачи управляющих сигналов. Взаимодействие КСЛ с УУ КМ - по ВССК. Для многочастотной сигнализации модуль КСЛ выполняет только аналого-цифровое преобразование двучастотных кодовых комбинаций.

Для аналоговых СЛ с ЧРК можно использовать разнотипные КСЛ, обеспечивающие стандартные способы обмена ЛУС по СЛ, ЗСЛ или СЛМ, образованным каналами СП. В зависимости от типа СП ЧРК и системы оборудования встречной станции линейные и декадные адресные сигналы передаются по разговорным каналам частотой 2600 Гц, по одному или двум ВСК, или же по одному ВСК и одному сигнальному каналу в разговорном спектре. Для двусторонних универсальных СЛ возможно использование временного кода.

В целом модули СЦТ и КСЛ обеспечивают по любым типам СЛ взаимодействие ЦСК "Квант" со всеми имеющимися на сетях связи типами декадно-шаговых, координатных, квазиэлектронных и электронных станций, а также с перспективными цифровыми системами коммутации разных типов. Из международно согласованных стандартных систем сигнализации также предусмотрены R2, R1.5, а в 1997 г. будет внедрена система сигнализации №7 по общему каналу сигнализации (ОКС №7), что существенно расширит возможности взаимодействия с любыми современными цифровыми системами коммутации и позволит создавать на базе АТС системы "Квант" сети ЦСИО.

Сетевая СУБД - система управления базами данных, поддерживающая сетевую организацию: любая запись, называемая записью старшего уровня, может содержать данные, которые относятся к набору других записей, называемых записями подчиненного уровня.

Типичным представителем является IntegratedDatabaseManagementSystem (IDMS) появилась в 70-х годах. Среди отечественных СУБД, основанных на сетевой модели, следует отметить CronosPRO компании Кронос-Информ, представленную в начале 90-х годов.

Сетевой подход к организации данных является расширением иерархического.

Сетевая БД состоит из набора записей и набора связей между этими записями. На формирование связи особых ограничений не накладывается. В иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка, а в сетевой структуре данных потомок может иметь любое число предков.

Достоинством сетевой модели данных является возможность эффективной реализации по показателям затрат памяти и оперативности. В сравнении с иерархической моделью сетевая модель предоставляет большие возможности в смысле допустимости образования произвольных связей. В рамках сетевых СУБДлегко реализуются и иерархические даталогические модели. Сетевые СУБД поддерживают сложные соотношения между типами данных, что делает их пригодными в различных приложениях. Таким образом, к основным преимуществам сетевых СУБД относятся следующие:

обработка больших объемов информации (возможность построения на основе таких СУБД «хранилищ данных»);

поддержка аналитической обработки данных;

эффективная реализация обработки данных по показателям затрат памяти и оперативности.

Пользователи сетевых СУБД ограничены связями, определенными для них разработчиками БД-приложений. Подобно иерархическим, сетевые СУБД предполагают разработку БД приложений опытными программистами и системными аналитиками.

Также к недостаткам сетевой модели данных относится высокая сложность и жесткость схемы БД, построенной на ее основе, а также сложность для понимания и выполнения обработки информации в БД обычным пользователем. Кроме того, в сетевой модели данных ослаблен контроль целостности связей вследствие допустимости установления произвольных связей между записями.

Общие сведения об Internet/Intranet

Сеть Internet (Интернет) можно описать как огромную цифровую магистраль - систему, связывающую миллионы компьютеров, подключенных к тысячам сетей по всему миру. Применяемый в ней протокол TCP/IP (TransmissionControlProtocol/InternetworkProtocol - протокол управления передачей/межсетевой протокол) разработан с учетом того, чтобы компьютеры всех видов могли совместно использовать сетевые средства и непосредственно взаимодействовать друг с другом как одна эффективно интегрированная компьютерная сеть. Эта глобальная "сеть сетей" охватывает тысячи университетских, правительственных и корпоративных сетевых систем, связанных высокоскоростными частными и общедоступными сетями. Internet самое большое и популярное межсетевое объединение в мире. Он объединяет десятки тысяч компьютерных сетей и миллионы пользователей во всем мире.

...