 |
Выбор принципиальных технических решений
|
|
|
|
Пользователями системы на основе единой базы будет группа специалистов финотдела, значит требуется сетевое приложение. На первом этапе следует определить сетевую операционную систему, в которой будут работать конечные приложения и сервер базы данных.
Рождение компьютерных сетей было вызвано практической потребностью – иметь возможность совместного использования данных. Компьютеры, входящие в сеть, могут совместно использовать:
- данные;
- принтеры;
- факсимильные аппараты;
- модемы;
- другие устройства.
Данный список постоянно пополняется, т.к. возникают новые способы совместного использования ресурсов. Для нашего проекта важно то, что сеть позволяет связать пользователей-клиентов и центральную БД, т.о. образом разделяемыми ресурсами будут данные, хранящиеся централизованно.
Локальной вычислительной сетью (ЛВС) называется совокупность различных типов компьютеров (ПК, серверы, мэйнфреймы), связанных между собой, и сопутствующего периферийного оборудования, расположенная в пределах одного здания.
Несмотря на определенные сходства, сети разделяются на 2 типа:
- одно-ранговые;
- на основе сервера.
Различия между одно ранговыми сетями и сетями на основе сервера имеют принципиальное значение, поскольку определяют разные возможности этих сетей. Выбор типа сети зависит от многих факторов:
- размера предприятия;
- необходимого уровня безопасности;
- вида бизнеса;
- уровня доступной административной поддержки;
- объема сетевого трафика;
- потребностей сетевых пользователей;
- финансовых затрат.
Одно-ранговые сети относительно просты. В такой сети все компьютеры равноправны, каждый может предоставлять ресурсы в общее пользование, управлять защитой информации. Как правило, количество компьютеров не превышает 10-ти. Для объединения компьютеров применяется простая кабельная система.
|
|
|
Одно-ранговые сети обычно дешевле сетей на основе сервера, но требуют более мощных и (дорогих) компьютеров. В одно-ранговой сети требования к производительности и к уровню защиты для сетевого программного обеспечения, как правило, ниже, чем в сетях с выделенным сервером.
 |
Рисунок 1 – Одно-ранговая сеть
Если к сети подключено больше 10-ти пользователей, используют выделенные серверы. Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции). Они специально оптимизированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов.
 |
Рисунок 2 – Клиент-сервер
Круг задач, решаемых серверами, многообразен и сложен, поэтому в больших сетях они стали специализированными. В сетях Windows NT различают:
- файл-серверы и принт-серверы;
- серверы приложений;
- почтовые серверы;
- факс серверы;
- коммуникационные серверы.
Для дальнейшего рассмотрения сетевых вопросов нам понадобятся определения:
Файл-сервер – управляют доступом пользователей к файлам на сервере. Т.о. организовывается централизованное хранение файлов и данных. Это относится не только к серверной БД главной системы управления, а к разнородным документам и файлам различных приложений, не поддающихся формализованному объединению в единую БД.
Серверы приложений – на них выполняются прикладные части клиент серверных приложений, а также находятся данные, доступные клиентам. Например, чтобы упростить извлечение данных, серверы хранят большие объемы информации в структурированном виде. Эти серверы отличаются от файл-серверов. Файл-сервер по требованию запрашивающего компьютера копирует файл или данные целиком. Сервер приложений отправляет только результаты запроса.
|
|
|
Преимущества сети на основе сервера:
- Разделение ресурсов:
Сервер спроектирован так, чтобы предоставлять доступ к множеству файлов, обеспечивая при этом высокую производительность и защиту. Администрирование и управление ресурсами осуществляется централизованно.
- Защита:
Проблемами безопасности может заниматься один администратор: он формирует политику безопасности и применяет ее в отношении каждого пользователя сети.
- Резервное копирование данных:
Поскольку жизненно важная информация расположена централизованно, т.е. сосредоточена на серверах, нетрудно обеспечить ее регулярное резервное копирование.
- Избыточность:
Благодаря избыточным системам данные на любом сервере могут дублироваться в реальном времени, поэтому в случае повреждения основной области хранения данных информация не будет потеряна – легко воспользоваться резервной копией.
- Количество пользователей:
Сети на основе сервера способны поддерживать тысячи пользователей. Сетями такого размера, будь они одно-ранговыми, было бы невозможно управлять.
- Аппаратное обеспечение:
Так как компьютер не выполняет функций сервера, требования к его характеристикам зависят от потребностей самого пользователя. Типичный компьютер имеет, по крайней мере, Pentium-процессор и от 16 до 32 Мб RAM.
Решающими факторами при проектировании будут устойчивая и безопасная работа системы с централизованным управлением базой данных, для чего сеть однозначно должна быть построена на основе сервера.
Существуют и комбинированные типы сетей, совмещающие лучшие качества сетей одно-ранговых и на основе сервера. Такие сети удовлетворяют запросы большинства организаций, т.к. в них могут функционировать оба типа операционных систем.
Сервер сети, например Windows NT, в этом случае отвечает за совместное использование основных приложений и данных. На компьютерах-клиентах могут выполняться Windows 95 или NT Workstation, которые будут управлять доступом к ресурсам выделенного сервера и в то же время предоставлять в совместное использование свои жесткие диски, а по мере необходимости разрешать доступ и к своим данным.
|
|
|
Комбинированные сети – наиболее распространенный тип сетей, но для их правильной реализации и надежной защиты необходимы определенные знания и навыки.
Конкретно для СУ финучетом на последнем этапе обработки информации понадобится разделяемый доступ к файлам электронной таблицы Excel, поэтому в нашей сети на основе сервера будут реализованы права клиентов на предоставление своих жестких дисков в общее пользование, что приблизит сеть к комбинированному типу.[9]
Одно-ранговые сети и сети на основе сервера объединяет общая цель – разделение ресурсов. А вот различия между одно-ранговыми и выделенными серверами определяют:
- требования к аппаратному обеспечению;
- способ поддержки пользователей.
Существующий сервер сети функционирует под управлением сетевой ОС Windows NT Server 4.0 и имеет следующие характеристики:
Центральный процессор Pentium III 600;
Таблица 5 - Компоненты сервера
| Компонент | Одно-ранговая сеть | Сеть на основе сервера |
| Местонахождение разделяемых ресурсов | Компьютеры пользователей | Выделенные серверы |
| ОЗУ | Зависит от потребностей пользователя. WindowsNT Workstation – 12Mb (рекоменд. – 32Мб) Windows 95/98 – 8 Mb (16Мб) | Как можно больше, минимум 12 Mb для Windows NT 4.0 (64Мб) |
| Центральный процессор | Зависит от потребностей пользователя, но не ниже Intel386 (Pentium 100) | Зависит от нагрузки на сервер, желательно не ниже Intel486 (Pentium Pro) Высокопроизводительные серверы поддерживают многопроцессорные системы |
| Объем дискового пространства | Зависит от потребностей пользователя | Зависит от потребностей организации. Чем больше, тем лучше, всегда следует предусматривать возможность дальнейшего увеличения (за счет количества дисков) |
RAM 96 MB.
Объем дискового пространства 20 Gb.[3]
Компоновка сети
Термин “топология сети” характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети. Топология – это стандартный термин, который используется профессионалами при описании физической компоновки сети. Топология сети обуславливает ее характеристики. В частности, выбор той или иной топологии влияет на:
|
|
|
- состав необходимого сетевого оборудования;
- характеристики сетевого оборудования;
- возможности расширения сети;
- способ управления сетью.
Все сети строятся на основе трех базовых топологий:
q шина
все компьютеры подключены вдоль одного кабеля
 |
Рисунок 3 – Шина
q звезда
компьютеры подключены к сегментам кабеля, исходящим из одной точки;
q кольцо
компьютеры подключены к кабелю, который замкнут в кольцо
В настоящее время одним из стандартных компонентов сетей становится концентратор. А в сетях с топологией звезда он служит центральным узлом.
 |
Среди концентраторов различают активные и пассивные концентраторы. Активные регенерируют и передают сигнал также, как это делают репитеры. Пассивные – это коммутирующие блоки, которые пропускают через себя сигнал, не усиливая и не восстанавливая его.
Рисунок 4 – Звезда
Рисунок 5 - Кольцо
 |
Существуют также гибридные концентраторы, к которым можно подключать кабели различных типов.
Использование концентраторов дает ряд преимуществ:
- сети, построенные на концентраторах, легко расширить, если подключить дополнительные концентраторы;
- разрыв кабеля в сети с обычной топологией линейная шина приведет к “падению” всей сети. Между тем разрыв кабеля, подключенного к концентратору, нарушит работу только данного сегмента, а остальные останутся рабочими;
- возможность подключения кабелей различных типов;
- централизованный контроль за работой сети и сетевым трафиком – многие концентраторы наделены диагностическими возможностями.
В настоящее время часто используются топологии, которые комбинируют компоновку сети по принципу шины, звезды и кольца.
q Звезда-шина:
Несколько сетей с топологией звезда объединяются при помощи магистральной линейной шины.
q Звезда-кольцо:
Звезда-кольцо кажется несколько похожей на звезду-шину. И в той, и в другой топологии компьютеры подключены к концентратору, который фактически и формирует кольцо или шину. Отличие в том, что концентраторы в звезде-шине соединены магистральной линейной шиной, а в звезде-кольце на основе главного концентратора они образуют звезду.
Существует множество факторов, которые необходимо учитывать выборе топологии для создаваемой сети. Ниже рассмотрены некоторые преимущества и недостатки каждой из них.
Таблица 6 - Сравнение топологий сети
| Топология | Преимущества | Недостатки |
| Шина | Экономный расход кабеля. Сравнительно недорогая и несложная в использовании среда передачи. Простота, надежность. Легко расширяется | При значительных объемах трафика уменьшается пропускная способность сети. Трудно локализовать проблемы. Выход из строя кабеля останавливает работу всей сети. |
| Кольцо | Все компьютеры имеют равный доступ. Количество пользователей не оказывает сколько-нибудь значительного влияния на производительность | Выход из строя одного компьютера может вывести из строя всю сеть. Трудно локализовать проблемы. Изменение конфигурации сети требует остановки всей сети. |
| Звезда | Легко модифицировать сеть, добавляя новые компьютеры. Централизованный контроль и управление. Выход из строя одного компьютера или повреждение кабеля не влияет на работоспособность сети. | Выход из строя центрального узла выводит из строя всю сеть. |
|
|
|
Для построения системы мы используем топологию “звезда-шина”. Это позволит наладить надежную работу в сегменте сети финансового отдела, т.к. он будет иметь внутреннюю топологию “шина” (преимущества см. в таблице). На будущее же, общая магистральная шина будет служить физической основой объединения всех отделов в единую информационную систему. Финансовый отдел имеет выделенный вход С4 на концентраторе H34. Общая топологией существующей сети является “звезда-шина”, поэтому во избежание необоснованных расходов топология сети изменяться не будет.
Физическая среда передачи
На сегодняшний день подавляющая часть компьютерных сетей используют для соединения провода или кабели. Все многообразие кабелей делится на 3 основные группы:
¨ коаксиальный кабель:
- тонкий;
- толстый.
¨ витая пара:
- неэкранированная;
- экранированная.
¨ оптоволоконный кабель
Как правило, с толстым коаксиальным кабелем сложнее работать, чем с тонким, но сигнал в нем менее подвержен затуханию, что позволяет передавать сигнал на большие расстояния без заметного искажения. Толстый кабель сложнее устанавливать и он дороже.
Самым распространенным типом кабеля в офисных зданиях является неэкранированная витая пара (телефонный кабель), но она самая помехонеустойчивая. Для защиты от помех применяют экран и скручивание кабеля. Для передачи данных используют только экранированную витую пару.
Оптоволоконные линии предназначены для перемещения больших объемов данных на очень высоких скоростях, т.к. сигнал в них практически не затухает и не искажается. Но подключение и обслуживание оптоволоконных сетевых устройств требует очень высокой квалификации, и оптоволоконный кабель намного дороже других типов кабелей.
Сегмент сети финотдела имеет кабельную систему на основе тонкого коаксиального кабеля, проложенного в пластиковых кабель-каналах. Общая длина сегмента 60 м, кабель защищен от механических повреждений, сетевые адаптеры подключаются к адаптеру с помощью стандартных Т-коннекторов. В общем решение довольно стандартное и является удовлетворительным для введения в сегмент сервера БД.
Таблица 7 - Сравнение кабелей
| Характеристика | Тонкий коаксиальный кабель (10Base2) | Толстый коаксиальный кабель (10Base5) | Витая пара (10BaseT) | Оптоволоконный кабель |
| Стоимость | Дороже витой пары | Дороже тонкого коаксиального кабеля | Самый дешевый | Самый дорогой |
| Эффективная длина кабеля* | 185м | 500м | 100м | 2000м |
| Скорость передачи** | 10МБит/с | 10МБит/с | 4-100МБит/с | 100МБит/с и выше |
| Гибкость | Довольно гибкий | Менее гибкий | Самый гибкий | Не гибкий |
| Простота установки | Прост в установке | Прост в установке | Очень прост в установке; может быть установлен при строительстве | Труден в установке |
| Подверженность помехам | Хорошая защита от помех | Хорошая защита от помех | Подвержен помехам | Не подвержен помехам |
| Особые свойства | Электронные компоненты дешевле, чем у витой пары | Электронные компоненты дешевле, чем у витой пары | Тот же телефонный провод; часто проложен во время строительства | Поддерживает речь, видео и данные |
| Рекомендуемое применение | Средние или большие сети с высокими требованиями к защите данных | Средние или большие сети с высокими требованиями к защите данных | “Кольцо” любого размера | Сети любого размера с высокими требованиями к скорости передачи, уровню защиты и целостности данных |
* - Эффективная длина кабеля может варьироваться в зависимости от каждой конкретной сети. С улучшением технологии она увеличивается.
** - Диапазон скоростей передачи для некоторых типов кабелей расширяется. Технические достижения в производстве медных проводов привели к такой скорости передачи сигналов, которую ранее нельзя было и предположить.[7]
Платы сетевого адаптера
Платы сетевого адаптера – это интерфейс между компьютером сетевым кабелем. В обязанности платы сетевого адаптера входят подготовка, передача и управление данными в сети. Для подготовки данных к передаче по сети плата использует трансивер, который переформатирует данные из параллельной формы в последовательную. Каждая плата имеет уникальный сетевой адрес.
Платы сетевого адаптера отличаются рядом параметров, которые должны быть правильно настроены. В их число входят: прерывание (IRQ), адрес базового порта ввода/вывода и базовый адрес в памяти.
Чтобы обеспечить совместимость компьютера в сети, плата сетевого адаптера должна, во-первых, соответствовать архитектуре шины данных компьютера, и, во-вторых, иметь требуемый тип соединителя с сетевым кабелем.
Плата сетевого адаптера оказывает значительное влияние на производительность всей сети. Существует несколько способов увеличить эту производительность. Некоторые платы обладают дополнительными возможностями. К их числу, например, относятся:
- прямой доступ к памяти;
- разделяемая память адаптера;
- разделяемая системная память;
- управление шиной.
Производительность сети можно повысить также с помощью буферизации или встроенного микропроцессора.
При покупке платы сетевого адаптера необходимо учитывать:
- разрядность шины (32-разрядная быстрее 16-разрядной);
- тип шины (EISA и MCA быстрее ISA);
- способ передачи данных в память (разделяемая память быстрее, чем порт вода/вывода или DMA);
- возможность управления шиной;
- авторитет производителя.
На клиентских компьютерах и сервере сети установлены сетевые платы Intel Ether Express Pro различных модификаций, которые удовлетворяют большинству вышеперечисленных требований.
В здании АБК ТОО “БАК ” ЛВС функционирует под управлением сервера Windows NT 4.0. На сегодняшний день эта сетевая операционная система является наиболее распространенной в организациях и предприятиях, т.к. она имеет достаточные характеристики, такие как устойчивость работы, многозадачность, поддержка большинства видов сетевого оборудования и программного обеспечения.
|
|
|
