ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Компьютерные сети (сети передачи данных)

ПОНЯТИЕ О КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЯХ.

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ АРХИТЕКТУРЫ СЕТИ

Компьютерная сеть (КС) — это сложный комплекс взаимосвязанных и со­гласованно функционирующих аппаратных и программных компонентов. Ап­паратными компонентами локальной сети являются компьютеры и различное коммуникационное оборудование (кабельные системы, концентраторы и т.д.). Программными компонентами ВС являются операционные системы (ОС) и сетевые приложения.

Основное назначение компьютерных сетей — совместное использование ресурсов и осуществление интерактивной связи как внутри одной фирмы, так и за ее пределами. Ресурсы — это данные, приложения и периферийные устрой­ства, такие, как внешний дисковод, принтер, мышь, модем или джойстик. По­нятие интерактивной связи компьютеров подразумевает обмен сообщениями в реальном режиме времени.

Компьютерные сети являются ключевым элементом КТС информационной системы любой строительной компании. При этом выбор архитектуры сети, процесс ее компоновки обусловлены рядом причин:

• выбором архитектуры всей ИС в целом с учетом перечня входящих в нее функциональных подсистем;
• необходимостью вести производственный процесс на большей или мень­шей территории;
• возможностью вложения необходимых объемов финансовых средств в процессы разработки, закупок, внедрения и поддержки КТС;
• подготовкой персонала к работе в условиях функционирования инфор­мационной системы.

На сегодняшний день практически не осталось строительных компаний, поддерживающих жестко централизованную архитектуру построения ИС с вы­деленным вычислительным центром, отвечающим за выполнение функций обработки информационных потоков, циркулирующих в организации, пере­дачи необходимой информации от одного исполнителя другому и поддержки работы всех компонентов КТС. Вообще современные строительные организа­ции отличаются чрезвычайно большим разнообразием, и зачастую организа­ционная структура одной из них совершенно не похожа на структуру другой. Подавляющее число строительных компаний, даже самых крупных, придер­живается при внедрении ИС принципа распределенной обработки данных с созданием в организационной структуре специализированных подразделений (IT-службы или IT-отделы), отвечающих исключительно за эксплуатацию сети и КТС в целом.

Распределенная обработка данных — это методика выполнения прикладных программ группой систем. При этом пользователь получает возможность ра­ботать с сетевыми службами и прикладными процессами, расположенными в

нескольких взаимосвязанных абонентских системах. В современном строи­тельном бизнесе постоянно возникает необходимость предоставить доступ к одним и тем же данным группам пользователей, территориально удаленным друг от друга.

Ниже будут рассмотрены вопросы возможности использования различных архитектур компьютерных сетей для построения КТС внутри ИС строительных организаций. Кроме того, будет представлена общая классификация КС.

В зависимости от того, как распределены функции между компьютерами сети, они могут выступать в трех разных ролях:

• Компьютер, занимающийся исключительно обслуживанием запросов других компьютеров, играет роль выделенного сервера сети (рис. 10.5).
• Компьютер, обращающийся с запросами к ресурсам другой машины, играет роль узла-клиента (рис. 10.6).
• Компьютер, совмещающий функции клиента и сервера, является одно­ранговым узлом (рис. 10.7).

Очевидно, что сеть не может состоять только из клиентских или только из серверных узлов.

Сеть может быть построена по одной из трех схем:

• одноранговая сеть — сеть на основе одноранговых узлов;
• сеть с выделенными серверами — на основе клиентов и серверов;
• гибридная сеть — включает узлы всех типов.

Каждая из этих схем имеет свои достоинства и недостатки, определяющие их области применения.

В одноранговых сетях один и тот же ПК может быть и сервером, и клиентом, в том числе и клиентом своего клиента. В иерархических сетях разделяемые ресурсы хранятся только на сервере, сам сервер может быть клиентом только другого сервера более высокого уровня иерархии.

При этом каждый из серверов может быть реализован как на отдельном компьютере, так и в небольших по объему сетях, быть совмещенным на одном компьютере с каким-либо другим сервером.

Существуют и комбинированные сети, сочетающие лучшие качества одно­ранговых сетей и сетей на основе сервера. Многие администраторы считают, что такая сеть наиболее полно удовлетворяет их запросы.

Архитектура сети определяет основные элементы сети, характеризует ее об­щую логическую организацию, техническое обеспечение, программное обе­спечение, описывает методы кодирования. Архитектура также определяет прин­ципы функционирования и интерфейс пользователя.

Рассмотрим основные виды архитектур:

• терминал — главный компьютер;
• одноранговая;
• клиент — сервер.

Архитектура терминал — главный компьютер. Архитектура терминал — глав­ный компьютер (terminal — host computer architecture) — это концепция ин­формационной сети, в которой вся обработка данных осуществляется одним или группой главных компьютеров.

Рассматриваемая архитектура предполагает два типа оборудования:

• главный компьютер, где осуществляется управление сетью, хранение и обработка данных;
• терминалы, предназначенные для передачи главному компьютеру команд на организацию сеансов и выполнение заданий, ввод данных для выполнения заданий и получение результатов.

Главный компьютер через магнитоплазмодинамический генератор (МПД генератор) взаимодействует с терминалами, как представлено на рис. 10.8.

Классическим примером архитектуры сети с главными компьютерами яв­ляется системная сетевая архитектура (System Network Architecture — SNA).

Подобного рода архитектуры сегодня могут быть использованы в крупных строительных холдингах с расположением главных компьютеров (возможно, мейнфреймов) в центральных офисах этих компаний. Основными их функци- ями должны стать агрегирование и аналитическая обработка информации с использованием ОІАР-технологий для поддержки процессов принятия стра­тегических решений руководством компаний (перспективное планирование, оценка рынка, формирование цены на строительную продукцию и т.д.). Теку­щая информация в этом случае поступает с терминалов дочерних предприятий.

Одноранговая архитектура. Одноранговая архитектура (peer-to-peer architecture) — это концепция информационной сети, в которой ее ресурсы рассредоточены по всем системам. Данная архитектура характеризуется тем, что в ней все системы равноправны.

К одноранговым сетям относятся малые сети, где любая рабочая станция может выполнять одновременно функции файлового сервера и рабочей стан­ции. В одноранговых локальных вычислительных системах (ЛВС) дисковое пространство и файлы на любом компьютере могут быть общими. Чтобы ресурс стал общим, его необходимо отдать в общее пользование, используя службы удаленного доступа сетевых одноранговых операционных систем. В зависимо­сти оттого, как будет установлена защита данных, другие пользователи смогут пользоваться файлами сразу же после их создания. Одноранговые ЛВС доста­точно хороши только для небольших рабочих групп.

Одноранговые ЛВС являются наиболее легким и дешевым типом сетей для установки. При соединении компьютеров пользователи могут предоставлять ресурсы и информацию в совместное пользование.

Одноранговые сети имеют следующие преимущества:

• легки в установке и настройке;
• отдельные ПК не зависят от выделенного сервера;
• пользователи в состоянии контролировать свои ресурсы;
• малая стоимость и легкая эксплуатация;
• минимум оборудования и программного обеспечения;
• нет необходимости в администраторе;
• хорошо подходят для сетей с количеством пользователей, не превышаю­щим десяти.

Проблемой одноранговой архитектуры является ситуация, когда компью­теры отключаются от сети. В этих случаях из сети исчезают виды сервиса, ко­торые они предоставляли. Сетевую безопасность одновременно можно при­менить только к одному ресурсу, и пользователь должен помнить столько па­ролей, сколько сетевых ресурсов. При получении доступа к разделяемому ресурсу ощущается падение производительности компьютера. Существенным недостатком одноранговых сетей является отсутствие централизованного ад­министрирования.

Одноранговую архитектуру целесообразно использовать для внедрения в ИС небольших строительных организаций, работающих на ограниченной тер­ритории.

Архитектура клиент — сервер. Архитектура клиент — сервер (client — server architecture) — это концепция информационной сети, в которой основная часть ее ресурсов сосредоточена в серверах, обслуживающих своих клиентов (рис. 10.9). Рассматриваемая архитектура определяет два типа компонентов: серверы и клиенты.

Сервер — это объект, предоставляющий сервис другим объектам сети по их запросам. Сервис — это процесс обслуживания клиентов. Сервер работает по заданиям клиентов и управляет выполнением их заданий. После выполнения каждого задания сервер посылает полученные результаты клиенту, пославшему это задание.

Сервисная функция в архитектуре клиент — сервер описывается комплексом прикладных программ, в соответствии с которыми выполняются разнообразные прикладные процессы.

Процесс, который вызывает сервисную функцию с помощью определенных операций, называется клиентом. Им может быть программа или пользователь. На рис. 10.10 приведен перечень сервисов в архитектуре клиент — сервер.

Клиенты — это рабочие станции, которые используют ресурсы сервера и предоставляют удобные интерфейсы пользователя. Интерфейсы пользователя (рис. 10.10) — это процедуры взаимодействия пользователя с системой или сетью.

В сетях с выделенным файловым сервером на выделенном автономном ПК устанавливается серверная сетевая операционная система. Этот ПК становит­ся сервером. Программное обеспечение, установленное на рабочей станции, позволяет ей обмениваться данными с сервером. Наиболее распространенные сетевые операционные системы:

• NetWare фирмы Novel;
• Windows NT фирмы Microsoft;
• UNIX фирмы AT&T;

Помимо сетевой операционной системы необходимы сетевые прикладные программы, реализующие преимущества, предоставляемые сетью.

Круг задач, которые выполняют серверы в иерархических сетях, многооб­разен и сложен. Чтобы приспособиться к возрастающим потребностям поль­зователей, серверы в ЛВС стали специализированными. Существуют различные типы серверов:

• Файл-серверы и принт-серверы. Они управляют доступом пользователей к файлам и принтерам. Так, например, для работы с текстовым документом прежде всего запускается на компьютере (ПК) текстовый процессор. Далее требуемый документ текстового процессора, хранящийся на файл-сервере, за­гружается в память ПК, и таким образом можно работать с этим документом. Другими словами, файл-сервер предназначен для хранения файлов и данных.
• Серверы приложений (в том числе сервер баз данных, WEB-сервер). На них выполняются прикладные части клиент-серверных приложений (про­грамм). Эти серверы принципиально отличаются от файл-серверов тем, что при работе с файл-сервером нужный файл или данные целиком копируются на запрашивающий ПК, а при работе с сервером приложений на ПК пересы­лаются только результаты запроса. Например, по запросу можно получить толь­ко список работников, родившихся в сентябре, не загружая при этом в свой компьютер всю базу данных персонала.
• Почтовые серверы управляют передачей электронных сообщений между пользователями сети.
• Факс-серверы регулируют поток входящих и исходящих факсимильных сообщений через один или несколько факс-модемов.
• Коммуникационные серверы управляют потоком данных и почтовых со­общений между данной сетью и другими сетями или удаленными пользовате­лями через модем и телефонную линию. Они же обеспечивают доступ к Ин­тернету.
• Сервер служб каталогов предназначен для поиска, хранения и защиты информации в сети. Windows NT Server объединяет ПК в логические группы- домены, система защиты которых наделяет пользователей различными права­ми доступа к любому сетевому ресурсу.

Клиент является инициатором и использует электронную почту или другие сервисы сервера. В этом процессе клиент запрашивает вид обслуживания, уста­навливает сеанс, получает нужные ему результаты и сообщает об окончании работы.

Сети на базе серверов имеют лучшие характеристики и повышенную надеж­ность. Сервер владеет главными ресурсами сети, к которым обращаются осталь­ные рабочие станции.

В современной клиент-серверной архитектуре выделяются четыре группы объектов: клиенты, серверы, данные и сетевые службы. Клиенты располагают­ся в системах на рабочих местах пользователей. Данные в основном хранятся в серверах. Сетевые службы являются совместно используемыми серверами и данными. Кроме того, службы управляют процедурами обработки данных.

Сети клиент-серверной архитектуры имеют следующие преимущества:

• позволяют организовывать сети с большим количеством рабочих станций;
• обеспечивают централизованное управление учетными записями поль­зователей , безопасностью и доступом, что упрощает сетевое администрирование;
• осуществляют доступ к сетевым ресурсам;
• предоставляют пользователю один пароль для входа в сеть и для получения доступа ко всем ресурсам, на которые распространяются его права.

Наряду с преимуществами сети клиент-серверной архитектуры имеют и ряд недостатков:

• неисправность сервера может сделать сеть неработоспособной;
• требуют квалифицированного персонала для администрирования;
• имеют более высокую стоимость как самих сетей, так и сетевого обору­дования.

Такая архитектура приемлема для ИС, функционирующих в рамках любых строительных организаций. Следует обратить внимание, что для эффективной поддержки работы сети необходимы специалисты-профессионалы в области информационных технологий — системные администраторы, администраторы данных, прикладные программисты.