Файл: Принципы соединения пользователей с ресурсами (Архитектура клиент-серверных систем).pdf

Характеристики аппаратного обеспечения сервера зависят от объема требуемых услуг. Например, для использования базы данных в сети из пятидесяти клиентов может потребоваться компьютер со следующей минимальной характеристикой:

1. Быстрый процессор (с поддерживающей RISC архитектурой);
2. Отказоустойчивые возможности:

• Двойной блок питания для предотвращения проблем с первым блоком;
• Резервный источник питания для защиты от отказа линии электропередачи;
• Проверка ошибок и исправление памяти для защиты от сбоев модуля памяти;
• Избыточный массив независимых дисков (RAID) для защиты оборудования от физических сбоев.

В теории любой компьютерный процесс, в котором могут быть четко выделены клиентские и серверные компоненты, может быть реализован при помощи клиент-серверной модели. При правильной реализации принципы клиент-серверной архитектуры распределения процессов преобразуются в следующие преимущества процесса сервера:

1. Независимость от местоположения;

Серверный процесс может быть расположен в любом месте сети.

1. Оптимизация ресурсов;

Серверный процесс может быть общим.

1. Масштабируемость;

Серверный процесс может быть модернизирован для работы на более мощных платформах.

Эти преимущества вкупе с принципами независимости аппаратного и программного обеспечения модели клиент / сервер облегчают интеграцию компьютеров, мобильных устройств и мэйнфреймов в практически цельную среду [7.]. Аппаратное и программное обеспечение, необходимое для предоставления доступа в интернет конечным пользователям, а также требования к нему рассматриваются в следующих разделах.

Аппаратное обеспечение

Портативные компьютеры

Современные технологии позволяют получить доступ в интернет не только персональным компьютерам и мэйнфреймам, но и мобильным устройствам. К наиболее популярным из так называемых портативных компьютеров относятся ноутбуки, планшеты и смартфоны. Самые крупные ноутбуки могут иметь размеры около 21 на 29,7 см и вес от 3 до 4 кг. Ноутбуки также обладают той же мощностью, что и настольные персональные компьютеры. Размер жесткого диска ноутбука, в отличии от жесткого диска компьютера, составляет всего 2,5 дюйма (вместо 3,5) в диаметре, и он способен хранить большие объемы данных, имея вес не более 300 г. Мобильные устройства, такие как планшеты и смартфоны, позволяют преодолеть недостаток ноутбуков, то есть они менее громоздки. Большинство портативных устройств используют аккумуляторы с возможностью зарядки, – компактный, легкий и безопасный источник питания – а также жидкокристаллические дисплеи, которые тоже являются легкими и потребляют очень мало энергии. Кроме того, сокращается количество клавиш на клавиатуре, либо она попросту отсутствует, как в некоторых современных мобильных устройствах с сенсорным экраном.

Хранилище данных

Хранение относится к носителю и методам, используемым для накопления информации, доступной для последующего использования. Некоторые данные могут понадобиться сразу, в то время как другие не понадобятся в течение продолжительных периодов времени. Поэтому разные методы подходят для разных целей. Встроенная память содержит то, что в данный момент не обрабатывается. Это данные, которые «сохраняются», но при необходимости готовы к извлечению. Хранение данных должно быть энергонезависимым, это означает, что отключение питания не должно стирать находящиеся на носителе данные. Носителями могут быть:

• Жесткие магнитные диски;
• Твердотельные накопители;
• Оптические диски, флэш-карты и другие устройства хранения.

Жесткие магнитные диски

Существуют различные виды встроенной памяти, но все они включают в себя магнитные диски определенного типа. Они бывают разных размеров и материалов. Преимущества, связанные с носителями такого типа, заключаются в том, что они обладают высокой емкостью, надежны и обеспечивают прямой доступ к данным. Накопитель вращает диск очень быстро под головкой чтения / записи. К жестким магнитными дискам относятся дискета и жесткий диск.

Все магнитные диски отформатированы одинаково или разделены на области, которые являются дорожками секторов и цилиндров. Процесс форматирования устанавливает метод назначения адресов различным областям. Он также устанавливает область для хранения списка адресов. Без форматирования не может быть никакого способа узнать, какие данные откуда пришли. Магнитный диск в таком случае был бы похож на библиотеку, в которой страницы не находятся в книгах, а разбросаны по полкам, столам и полу.

Все магнитные диски содержат дорожку, которая представляет собой круглое кольцо на одной стороне диска. Каждая дорожка имеет номер. Сектор является частью диска. Каждый сектор пронумерован. Обычно на диске размером 5¼ имеется 40 дорожек с 9 секторами на каждом, а на диске 3½ – 80 дорожек с 9 секторами на каждом. Кластер – это набор секторов дорожек в диапазоне от 2 до 32 или более, в зависимости от используемой схемы форматирования.

Наиболее распространенная схема форматирования для ПК устанавливает количество секторов дорожек в кластере в зависимости от емкости диска. Жесткий диск объемом 1,2 терабайта будет иметь кластеров в два раза больше, чем жесткий диск на 500 Гб. Один кластер – это минимальное пространство, используемое для чтения или записи. Поэтому в кластере часто остается много свободного, неиспользуемого пространства за пределами данных, которые там хранятся. Единственный способ уменьшить количество свободного места – это уменьшить размер кластера, изменив метод форматирования.

Флэш-память

Флэш-накопители также известны как USB Flash Drive. Это портативное хранилище памяти, которое в последнее десятилетие практически полностью вытеснило оптические CD-диски и DVD-диски. Флэш-накопители перезаписываются и сохраняют данные в памяти без питания, в отличие от оперативной памяти, при этом они подходят для любого USB-порта на компьютере. Они также способны выполнять «горячую замену»; это означает, что пользователь может подключить такой накопитель к компьютеру и не должен будет перезагружать его для доступа к флэш-памяти.

Флэш-накопители являются очень стабильными запоминающими устройствами, которые имеют среднюю емкость в пределах 8 – 32 гигабайт (некоторые современные флэш-накопители способны хранить до 3 терабайт данных). Это стабильные, универсальные, долговечные и портативные устройства хранения. Будучи таковыми, они идеально подходят практически для любого пользователя компьютера, который хочет иметь надежное и долговременное хранилище по низкой цене. Флэш-накопители могут иметь разный дизайн, разную емкость и разную цену, но все они также имеют небольшой вес и размер, что позволяет буквально держать их в одной связке с ключами в качестве брелока.

Твердотельные накопители

Твердотельные накопители также известны как SSD (от англ. solid-state drive) – это носители, на которых данные хранятся в твердотельной флэш-памяти. Два ключевых компонента – контроллер флэш-памяти и микросхемы флэш-памяти NAND (тип флэш-памяти по принципу изменения информации в её ячейках). Архитектурная конфигурация SSD оптимизирована для обеспечения высокой производительности чтения и записи как для последовательных, так и для случайных запросов данных.

В отличие от жестких дисков, SSD не содержат вращающихся элементов, которые можно сломать или скрутить. Предприятия и производители компьютеров исторически использовали вращающиеся диски из-за их более низкой удельной стоимости и более высокой средней долговечности, хотя в настоящее время твердотельные накопители широко распространены в персональных компьютерах и ноутбуках.

В то время как свойства магнитной конструкции традиционных жестких дисков делают их подверженными механическим повреждениям, SSD, напротив, считывают и записывают данные на субстрат из взаимосвязанных микросхем флэш-памяти, изготовленных из кремния. Производители строят твердотельные накопители, складывая микросхемы в сетку для достижения различной плотности.

Чтобы предотвратить нестабильность, производители твердотельных накопителей разрабатывают устройства с транзисторами с плавающим затвором для удержания электрического заряда. Это позволяет SSD сохранять данные, даже когда они не подключены к источнику питания. Каждый транзистор содержит один бит данных, обозначенный как 1 для заряженного элемента или 0, если элемент не имеет электрического заряда.

Твердотельные накопители обеспечивают более быстрое хранение и другие преимущества производительности, чем традиционные магнитные диски. Компании с быстро растущей потребностью в более высоком быстродействии операций чтения и записи стимулировали разработку и внедрение SSD. Меньшая задержка при операциях чтения-записи твердотельных накопителей обусловлена ​​их способностью считывать данные непосредственно и сразу из определенного местоположения SSD-ячейки.

Высокопроизводительные серверы, ноутбуки, персональные компьютеры или любые приложения, которым требуется доставлять информацию в режиме реального времени или почти в реальном времени, могут извлечь выгоду из технологии твердотельных накопителей. Эти характеристики делают корпоративные твердотельные накопители пригодными для быстрых операций чтения из баз данных, а также при работе с облачными хранилищами.

Средства защиты сети

Безопасность системы и сети – это понятие, используемое для описания методов и средств, необходимых для предотвращения несанкционированного и злонамеренного доступа или изменения данных в системе или во время передачи данных по сети. Сетевая безопасность предназначена не только для крупных корпораций и государственных организаций. Новое поколение вирусов, червей и фишинговых атак может заразить компьютер или позволить злоумышленникам взломать его. Защита включает в себя следующее [4.]:

• Обнаружение и предотвращение вторжений;
• Веб-фильтрация;
• Безопасность электронной почты;
• Управление безопасностью;
• Комплексное устройство безопасности;
• Оценка уязвимости.

Устройства защиты используются для упреждающей защиты компьютерной сети от вирусов, червей и других интернет-атак. Обнаружение и предотвращение вторжений, брандмауэры, оценка уязвимостей, встроенные устройства безопасности, веб-фильтрация, защита почты и централизованная система управления – все это позволяет максимально увеличить время бесперебойной работы сети и минимизировать потребность в активном участии администратора.

Брандмауэр, используемый для всего этого, обеспечивает только одну точку входа в сеть. И если модемам разрешено отвечать на входящие вызовы, злоумышленник может легко обойти брандмауэр.

Если требуется модемный доступ, его следует тщательно защищать. Терминальный сервер или сетевое устройство, обеспечивающее коммутируемый доступ к сети, необходимо активно администрировать, а его журналы нужно проверять на предмет странного поведения. Его пароль должен быть надежным. Аккаунты, которые не используются активно, должны быть отключены. Короче говоря, это самый простой способ проникнуть в сеть с удаленного компьютера.

Крипто-маршрутизация: функция, встроенная в некоторые маршрутизаторы, обеспечивающая возможность шифрования сеанса. Поскольку трафик, проходящий через Интернет, может быть виден пользователям, у которых есть ресурсы для слежения, эта функция полезна для обеспечения связи между двумя сайтами с безопасными маршрутами.

Сетевые фильтры

Сетевой фильтр необходим для защиты электроники от «грязного» электричества. Электрическое напряжение имеет стандартные значения от 120 до 240 вольт при бытовом использовании, и оно остается относительно стабильным. Но когда происходит резкий и короткий скачок по любой из множества причин, результирующее внезапное изменение напряжения может серьезно повредить чувствительные цепи.

Эффективность устройств защиты от перенапряжений оценивается тремя показателями: фиксацией напряжения, временем срабатывания и поглощением энергии. Первый, фиксация напряжения, указывает, какой уровень скачка напряжения должен произойти до того, как сетевой фильтр активирует и отведет избыточное напряжение. Чем ниже число напряжения, тем лучше будет работать сетевой фильтр. Для хорошей защиты, особенно для компьютеров, предпочтение отдается защитному устройству с фиксацией напряжения менее 400 вольт. Время срабатывания – это количество времени, которое требуется устройству защиты от перенапряжений для реагирования на скачок. Очевидно, важно быстрое время отклика, поэтому необходимо устройство, которое сработает за одну наносекунду или меньше. Устройства защиты от перенапряжений не рассчитаны на их вечное использование, поэтому третий показатель, поглощение энергии, показывает, сколько энергии будет поглощать устройство, прежде чем оно выйдет из строя. Предпочтительным считается устройство, рассчитанное хотя бы на 300 или 600 джоулей для лучшей производительности.