Добавлен: 26.06.2023
Просмотров: 677
Скачиваний: 2
СОДЕРЖАНИЕ
1. Классификация и принципы работы компьютерных вычислительных сетей
1.1. Основные понятия теории вычислительных сетей
1.2. Классификация вычислительных сетей Error: Reference source not found
1.2.1. Классификация по масштабу
1.2.2. Классификация по топологии
2. Описание технологии «клиент-сервер»
2.1. Определение и особенности технологии «клиент-сервер»
2.2. Аппаратное и программное обеспечение сетей для применения технологии «клиент-сервер»
3. Построение информационных систем на основании технологии «клиент-сервер»
3.1. Распределенные информационные системы
3. Построение информационных систем на основании технологии «клиент-сервер»
3.1. Распределенные информационные системы
Технология «клиент-сервер» пришла на смену централизованной схеме управления вычислительным процессом на мейнфреймах еще в 80-х годах прошлого века. Благодаря высокой живучести и надежности вычислительной системы, легкости масштабирования, возможности одновременной работы пользователя с несколькими приложениями, высокой оперативности обработки информации, обеспечению пользователя высококачественным интерфейсом и другим возможностям эта весьма перспективная и далеко не исчерпавшая себя технология получила свое дальнейшее развитие.
Со временем малофункциональную модель файлового сервера для локальных сетей (FS) заменили появившиеся одна за одной модели структуры «Клиент- сервер» (RDA, DBS и AS).
Заняв нишу баз данных, технология «Клиент – сервер» стала основной технологией глобальной сети Internet. Далее, в результате перенесения идей сети Internet в среду корпоративных систем, появилась технология Intranet. В отличие от технологии «Клиент-сервер» эта технология ориентирована не на данные, а на информацию в ее окончательно готовом к потреблению виде. Вычислительные системы, построенные на основе Intranet, имеют в своем составе центральные серверы информации и распределенные компоненты представления информации конечному пользователю (программы-навигаторы, или браузеры). Взаимодействие между клиентом и сервером в Intranet происходит при помощи web – технологий.
На сегодняшний день технология «Клиент-сервер» получает все большее распространение, однако сама по себе она не предлагает универсальных рецептов. Она лишь дает общее представление о том, как должна быть организована современная распределенная информационная система. В то же время реализации этой технологии в конкретных программных продуктах и даже в видах программного обеспечения различаются весьма существенно.
Обычно компоненты сети не равноправны: у одних есть доступ к ресурсам (например, принтер, процессор, система управления базой данных (СУБД), файловая система и так далее), другие имеют возможность обращаться к этим ресурсам.
Технология «Клиент – сервер» - это архитектура программного комплекса, в которой происходит распределение прикладной программы по двум логически различным компонентам (клиент и сервер), взаимодействующим по схеме «запрос-ответ» и решающим свои определенные задачи.
Компьютер (или программа), управляющий и/или владеющий каким-либо ресурсом, называют сервером этого ресурса.
Компьютер (или программа), запрашивающий и пользующийся каким-либо ресурсом, называют клиентомэтого ресурса.
Клиент и сервер могут находиться как на одном компьютере (ПК), так и на разных ПК в сети. Также может возникать такая ситуация, когда некоторый программный блок будет одновременно выполнять функции сервера по отношению к одному блоку и клиента по отношению к другому.
Основной принцип технологии «Клиент-сервер» заключается в разделении функций приложения как минимум на три группы:
- модули интерфейса с пользователем;
Также эту группу называют логикой представления. Через эту группу пользователи взаимодействуют с приложением. Независимо от конкретных характеристик логики представления (интерфейс командной строки, сложные графические пользовательские интерфейсы, интерфейсы через посредника) ее задача состоит в том, чтобы обеспечить средства для наиболее эффективного обмена информацией между пользователем и информационной системой.
- модули хранения данных;
Эту группу также называют бизнес-логикой. Бизнес-логика определяет, для чего конкретно предназначено приложение (например, прикладные функции, характерные для данной предметной области). Разделение приложения по границам между программами обеспечивает естественную основу для распределения приложения на нескольких компьютерах.
- модули обработки данных (функции управления ресурсами);
Эту группу также называют логикой доступа к данным или алгоритмами доступа к данным. Алгоритмы доступа к данным исторически рассматривались как специфический для конкретного приложения интерфейс к механизму постоянного хранения данных наподобие файловой системы или СУБД. При помощи модулей обработки данных организуется специфический для приложения интерфейс к СУБД. При помощи интерфейса приложение управляет соединениями с базой данных и запросами к ней (перевод специфических для конкретного приложения запросов на язык SQL, получение результатов и перевод этих результатов обратно в специфические для конкретного приложения структуры данных).
Каждая из этих групп может быть реализована независимо от двух других. Например, не изменяя программ, используемых для хранения и обработки данных, можно изменить интерфейс с пользователем таким образом, что одни и те же данные будут отображаться в виде таблиц, графиков или гистограмм. Очень простые приложения часто способны собрать все три части в единственную программу, и подобное разделение соответствует функциональным границам.
В соответствии с разделением функций в любом приложении выделяются следующие компоненты:
- компонент представления данных;
- прикладной компонент;
- компонент управления ресурсом.
В классической архитектуре клиент-сервер приходится распределять три основные части приложения по двум физическим модулям. Обычно прикладной компонент располагается на сервере (например, сервере базы данных), компонент представления данных - на стороне клиента, а компонент управления ресурсом распределяется между клиентской и серверной частями. В этом заключается основной недостаток классической двухуровневой архитектуры.
В двухзвенной архитектуре при разбиении алгоритмов обработки данных разработчики должны иметь полную информацию о последних изменениях, внесенных в систему, и понимать эти изменения, что создает большие сложности при разработке клиент-серверных систем, их установке и сопровождении, поскольку необходимо тратить значительные усилия на координацию действий разных групп специалистов. В действиях разработчиков часто возникают противоречия, а это тормозит развитие системы и вынуждает изменять уже готовые и проверенные элементы.
3.2. Трехуровневая архитектура «клиент-сервер»
С середины 90-х годов прошлого века признание специалистов получила трехзвенная архитектура «Клиент – сервер», которая разделила информационную систему по функциональным возможностям на три отдельных компонента: логика представления, бизнес-логика и логика доступа к данным. В отличие от двухзвенной архитектуры в трехзвенной появляется дополнительное звено - сервер приложений, который предназначен для осуществления бизнес-логики, при этом полностью разгружается клиент, который направляет запросы промежуточному программному обеспечению, и максимально используются все возможности серверов.
В трехуровневой архитектуре клиент обычно не перегружен функциями обработки данных, а выполняет свою основную роль системы представления информации, поступающей с сервера приложений. Такой интерфейс можно реализовать с помощью стандартных средств Web-технологии - браузера, CGI и Java. Это уменьшает объем данных, передаваемых между клиентом и сервером приложений, что позволяет подключать клиентские компьютеры даже по медленным линиям типа телефонных каналов. Кроме того, клиентская часть может быть настолько простой, что в большинстве случаев ее реализуют с помощью универсального браузера. Но если менять ее все-таки придется, то эту процедуру можно осуществить быстро и безболезненно.
Сервер приложений – это программное обеспечение, являющееся промежуточным слоем между клиентом и сервером.
Существует несколько категорий продуктов промежуточного слоя:
- Message orientated – яркие представители MQseries и JMS;
- Object Broker – яркие представители CORBA и DCOM;
- Component based – яркие представители.NET и EJB.
Использование сервера приложений дает больше возможностей, например, уменьшается нагрузка на клиентские компьютеры, потому что сервер приложений распределяет нагрузку и обеспечивает защиту от сбоев. Так как бизнес-логика хранится на сервере приложений, то при каких-либо изменениях в отчетности или расчетах клиентские программы никоим образом не затрагиваются.
Существует несколько серверов приложений от таких знаменитых компаний как Sun Microsystem, Borland, IBM, Oracle и каждый из них отличается набором предоставляемых сервисов (производительность в данном случае учитывать не будем). Эти сервисы облегчают программирование и развертывание приложений масштаба предприятия. Многоуровневые клиент-серверные системы достаточно легко можно перевести на Web-технологию - для этого достаточно заменить клиентскую часть универсальным или специализированным браузером, а сервер приложений дополнить Web-сервером и небольшими программами вызова процедур сервера. Для разработки этих программ можно использовать как Common Gateway Interface (CGI), так и более современную технологию Java.
В трехуровневой системе в качестве каналов связи между сервером приложений и СУБД можно использовать более скоростные линии, которые потребуют минимальных затрат, так как сервера обычно находятся в одном помещении (серверной) и не будет перегружать сеть из-за передачи большого количества информации.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что двухуровневая архитектура сильно уступает многоуровневой архитектуре, поэтому в настоящее время используется только многоуровневая архитектура «Клиент – сервер», в которой различают три модификации - RDA, DBS и AS.
Заключение
Построение компьютерных сетей является на сегодняшний день самым лучшим способом создания единой информационной среды в компаниях и предприятиях разного уровня и деятельности, обусловленного современными требованиями для быстрого обмена информации, а также между разными пользователями, совместного использования ресурсов вычислительной техники.
Локальная сеть предназначается для сбора, передачи, а также рассредоточенной и распределенной обработки имеющихся данных в пределах одной с лабораторий, отдела, офиса, компании или административного региона, часто специализируется на выполнении функций соответственно профилю своей деятельности и отдельных ее отделов.
В многих случаях локальные сети, обслуживают свою информационную систему, связанна с иными вычислительными сетями, внешними или внутренними, вплоть до региональных и глобальных сетей.
В первой главе работы рассмотрены основные определения теории компьютерных вычислительных сетей, приведены функции и их предназначение, описаны признаки их классификации и особенности функционирования в зависимости от масштаба, топологии и других свойств.
Современные сетевые технологии способствуют новой технической революции. К примеру, в США созданию единой сети ПК придают такое же значение, как и строительству автомагистралей в шестидесятые годы. В связи с этим компьютерную сеть называют также «информационной супермагистралью».
В локальных сетях вместо соединяющего ПК пассивного кабеля в большом количестве появилось большое разнообразное коммуникационное оборудование:
– коммутаторы;
– маршрутизаторы;
– шлюзы.
Благодаря этому оборудованию появилась возможность создания больших корпоративных сетей, что насчитывают тысячи компьютеров, а также имеют сложную структуру.
Возродился также интерес к крупным ПК – в основном из-за того факта, что после спада большой эйфории по поводу простоты работы с ПК выяснилось, что системы, которые состоят из сотен серверов, обслуживать намного сложнее, чем несколько мейнфреймов. Поэтому на новом этапе эволюционной спирали мэйнфреймы начали возвращаться в корпоративные системы, но уже в качестве полноправных сетевых узлов, поддерживающих Ethernet, Token Ring, стек протоколов TCP/IP.
Проявилась также еще одна очень тенденция, затрагивающая в равной степени локальные и глобальные сети.
Для них стала обрабатываться ранее несвойственная вычислительным сетям информация, к примеру, голос, видеоизображения, рисунки.
Указанный факт потребовал внесения изменений в функционирование протоколов, сетевых операционных систем (ОС) и коммуникационного оборудования.
При выполнении работ было реализовано следующие задачи:
– рассмотрены основные принципы и определения теории вычислительных сетей;
– дана характеристика технологии «клиент-сервер»;
– описано аппаратное и программное обеспечение вычислительных офисных сетей;
– дана характеристику основным принципам построения распределённых информационных систем;
– рассмотрена характеристика трехуровневой архитектуры «клиент-сервер».