40559

КОРПОРАТИВНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Конспект

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Рассматриваются современные технологии корпоративной сети как транспортной подсистемы КИС принципы построения сетей основное сетевое оборудование протоколы прикладного уровня варианты технической реализации корпоративных подключений а также возможности и функциональный состав подсистемы интеллектуального здания. Корпоративная сеть является ключевым элементом КИС и поэтому она должна удовлетворять следующим важным требованиям: надежность – является одним из факторов определяющих непрерывность деятельности организации;...

Русский

2013-10-17

19.36 MB

169 чел.

А. Г. МАЛЮТИН

КОРПОРАТИВНЫЕ  ИНФОРМАЦИОННЫЕ  СИСТЕМЫ

ОМСК  2011

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

––––––––––––––––––––––––

А. Г. Малютин

КОРПОРАТИВНЫЕ  ИНФОРМАЦИОННЫЕ  СИСТЕМЫ

Конспект лекций

Омск  2011

УДК 681.324 (075.8)

ББК 32.988я73

        М12

Малютин А. Г. Корпоративные информационные системы: Конспект лекций / А. Г. Малютин; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2011. 39 с.

В конспекте лекций рассмотрены основные вопросы построения и функционирования корпоративных информационных систем (КИС).

Приведены классификация корпоративных систем, виды типовой архитектуры компьютерных систем, применяемых в КИС, основные функции, элементы и оборудование КИС.

Предназначен для студентов 4-го курса специальности 230201 –«Информационные системы и технологии» –и направления 080700 –«Бизнес-информатика», изучающих дисциплины «Корпоративные информационные системы», «Архитектура корпоративных информационных систем».

Библиогр.: 9 назв. Табл. 2. Рис. 11.

Рецензенты:    

доктор техн. наук, доцент А.Т. Когут;

канд. техн. наук, доцент В.Т. Гиль.

©

Омский гос. университет
путей сообщения,
 2011

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение 5

1. Понятие  корпоративной  информационной  системы  6

2. Корпоративная  сеть  как  база  КИС 11

2.1. Технологии корпоративных сетей 11

2.2. Понятие сетевого хранилища данных 20

2.3. Подсистема «интеллектуального здания» 26

3. Серверное  оборудование  КИС 27

3.1. Архитектура компьютерных систем в КИС 27

3.2. Виды серверного оборудования 31

3.3. Серверы как поставщики сервисов КИС 34

Библиографический список 38

Введение

В конспекте лекций рассматриваются основные вопросы построения и функционирования корпоративных информационных систем (КИС) как наиболее сложных и многогранных информационных систем, охватывающих всю финансово-хозяйственную и производственную деятельность предприятия независимо от его масштаба, формы собственности, принадлежности к той или иной отрасли.

Приводится классификация корпоративных систем, этапы жизненного цикла КИС, виды типовой архитектуры компьютерных систем, применяемых в КИС, основные функции, элементы и оборудование КИС.

Рассматриваются современные технологии корпоративной сети как транспортной подсистемы КИС, принципы построения сетей, основное сетевое оборудование, протоколы прикладного уровня, варианты технической реализации корпоративных подключений, а также возможности и функциональный состав подсистемы «интеллектуального здания».

В работе описываются основные подходы и технологии построения систем хранения данных, в частности, DAS (Direct Attached Storage), NAS (Network Attached Storage), SAN (Storage Area Networking) и др. 

Рассматриваются вопросы реализации типовых сервисов КИС,  (серверы приложений, web-серверы, файл-серверы, «беспроводной» сервер, прокси-серверы, брандмауэры и др.), размещенных на соответствующем серверном оборудовании с использованием современного системного и прикладного программного обеспечения.

 

  1.  Понятие  корпоративной  информационной  системы

Термин «корпорация» означает объединение различных хозяйствующих субъектов (предприятия, отделения и административные офисы), работающих под централизованным управлением и решающих общие задачи. Корпорация является сложной, многопрофильной структурой, а субъекты корпорации, как правило, удалены друг от друга.  Поэтому для централизованного управления и автоматизации хозяйственной деятельности корпорации необходима распределенная иерархическая система управления, называемая корпоративной информационной системой (КИС).

Внедрение КИС на предприятии позволяет обеспечить положительное изменение различных экономических показателей эффективности деятельности корпорации:, сокращение производственного цикла, снижение транспортно-заготовительных расходов, задержек с отгрузкой готовой продукции, производственного брака; уменьшение затрат на административно-управленческий аппарат и др.

КИСэто технически сложная система, имеющая в своем составе разнообразные компоненты: компьютеры разных типов, структурированную кабельную систему (СКС), активное сетевое оборудование (сетевые адаптеры, концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы), системное и прикладное программное обеспечение (ПО).

КИС относится к автоматизированным системам (АС), которые по масштабам применения подразделяются на три основные класса:

настольные (локальные) – для работы одного сотрудника. К ним относятся автоматизированные рабочие места (АРМы) бухгалтера, инженера и т. д. В общем случае АРМэто программно-технический комплекс, предназначенный для реализации управленческих функций на отдельном рабочем месте и информационно связанный с другими АРМами;

офисные – для обслуживания структурного подразделения предприятия (рабочей группы, отдела). К таким системам следует отнести сетевые приложения, с которыми  сотрудники всего отдела могут одновременно работать, выполняя отдельную функцию управления предприятием. Чаще всего это комплекс информационно и функционально связанных АРМов, обеспечивающий интеграцию функций управления в масштабе отдела или нескольких структурных подразделений предприятия;

корпоративные – для работы предприятия или даже нескольких предприятий. Корпоративные системы охватывают, как правило, всю финансово-хозяйственную и производственную деятельность предприятия, в том числе имеющего филиалы и дочерние фирмы, входящего в холдинговые компании и концерны. КИС включает в себя также настольные и офисные АС.

Прикладная направленность, функции, сложность и состав КИС могут рассматриваться в соответствии с другими классификационными признаками:

по сфере функционирования объекта управления;

по уровню в системе управления (отраслевые, территориальные, отдельного предприятия и т. п.);

по виду процессов управления (технологические, управленческие);

по виду использования (эмпирические и теоретические);

по масштабу задач управления (локальные, малые, средние и крупные интегрированные).

По характеру использования информации КИС охватывают

информационно-поисковые системы, которые производят ввод, систематизацию, хранение, выдачу информации по запросу пользователя без сложного преобразования данных;

информационно-решающие системы, выполняющие действия по переработке информации в соответствии с заданным алгоритмом. По степени воз-действия преобразованной информации на процесс принятия решений такие системы делятся на управляющие и советующие. Для управляющих систем характерны тип задач расчетного характера и обработка больших объемов данных, для советующих – обработка знаний, а не данных, с последующей генерацией новых знаний или выводов.

Часто в КИС выделяют два основных уровня, которые соответственно реализуют системные и прикладные (например, управленческие) функции. Системная составляющая КИС является программно-аппаратной базой для функционирования прикладного уровня и решает задачи формирования единой универсальной информационной среды для передачи, обработки и хранения информации. Этими тремя основными услугами системного уровня пользуется прикладной уровень, реализованный исключительно в виде программных приложений. Так, с точки зрения функционального назначения в состав КИС часто входят разномасштабные прикладные управленческие системы, которые классифицируются следующим образом:

информационная система маркетинга; 

–производственные информационные системы;

–финансовые и учетные информационные системы;

–кадровые (человеческих ресурсов) информационные системы;

–прочие системы, например информационная система руководства.

Соответственно существуют две точки зрения на КИСсистемная (или системообразующая) и прикладная. В представляемом издании в основном рассматривается базовый системный уровень КИС.

Конкретный вид, функциональность и характер развития КИС зависят от   методики управления предприятием, возможности современных компьютерных технологий, подходов к аппаратной и программной реализации элементов КИС.

Очевидно, что современная информационная система должна отвечать всем нововведениям в теории и практике управления, а рост производительности и функциональности КИС может быть обеспечен как прогрессом в области компьютерных и телекоммуникационных технологий, развитием возможностей интеграции компьютерной техники с самым разнообразным оборудованием, так и постоянным повышением эффективности методов и средств программной реализации ИС. Так, большинство современных КИС реализованы на архитектуре «клиентсервер» с возможностью применения промышленных систем управления баз данных (СУБД) с поддержкой распределенной обработки информации и модульного принципа построения системы из оперативно-независимых функциональных блоков. Обеспечение информационной безопасности в КИС реализуется с помощью различных методов контроля и разграничения доступа к информационным ресурсам. Применение в КИС интернет/интранет-технологий дает возможность работы с удаленными субъектами корпорации, развития электронной коммерции и информационной доступности компании для потребителей и многое другое. Использование интернет-технологий в интрасетях корпорации позволяет унифицировать доступ к информационным ресурсам, сократить затраты на оборудование, программное обеспечение и обслуживание рабочих мест сотрудников компании.

Возможности КИС закладываются еще на стадии проектирования, которое состоит в нахождении компромисса между потребностями предприятия в автоматизированной обработке информации, его финансовыми возможностями и возможностями современных сетевых, телекоммуникационных и информационных технологий. Проектирование является начальным этапом (фазой) жизненного цикла КИС, под которым обычно понимается непрерывный процесс, который начинается с момента принятия решения о необходимости создания системы и заканчивается в момент ее полного изъятия из эксплуатации. К фазам жизненного цикла относятся также:

 разработка системы (в том числе создание и тестирование элементов системы на основании проектных спецификаций, выделенных на стадии проектирования);

–базовая инсталляция оборудования и программного обеспечения;

–настройка КИС под задачи эксплуатации;

–тестовая или «пилотная» эксплуатация;

–ввод системы в эксплуатацию;

–эксплуатация системы в рабочем режиме;

–завершение эксплуатации и демонтаж системы.

Проектирование начинается с предпроектного анализа задачи, включая формирование функциональной и информационной моделей объекта, для которого предназначена система. На этой стадии разрабатываются также техническое задание, эскизный и технический проекты системы. Эти и другие документы непосредственно используются при разработке программного обеспечения КИС, подборе конкретного оборудования и технологий.

На следующем этапе производятся подключение оборудования, в том числе интеграция его в уже существующую информационную систему, инсталляция программного обеспечения, базовая настройка и проверка работоспособности компонентов устанавливаемой системы. Конфигурирование оборудования и ПО производятся так, чтобы параметры системы были в достаточной степени адаптированы к исполнению планируемых задач. На этапе «пилотной» эксплуатации КИС главным является тестирование на задачах, максимально приближенных к реальным, таким образом имитируются эксплуатация системы. Здесь выявляются и устраняются недостатки в конфигурации КИС, проверяется надежность КИС, производится окончательная настройка всех элементов системы.

Этап ввода системы в эксплуатацию является самым ответственным, так как на этой фазе осуществляется полный перенос практических задач на информационную систему с последующим переходом в режим нормальной эксплуатации КИС. Так, производятся работы, включающие в себя штатные действия по обслуживанию информационной системы и обеспечению потребностей ее пользователей (регистрация новых пользователей, выделение дискового 
пространства,
 анализ системных сообщений, резервирование информации, интеграция в систему нового оборудования и ее плановая реконфигурация). Возникающие в процессе функционирования КИС аварийные (нештатные) ситуации, требуют действий по восстановлению работоспособности системы.

Продолжительность жизненного цикла современных КИС составляет около 10 лет, что значительно превышает сроки морального и физического старения аппаратных и программных средств, поэтому в течение жизненного цикла проводится постепенная плановая модернизация программно-аппаратной базы КИС.

Корпоративную информационную систему можно рассматривать как сложную систему, состоящую из нескольких взаимодействующих уровней (рис. 1). В основании, представляющем корпоративную сеть, лежат уровни рабочих станций, центров хранения и обработки информации и транспортная подсистема, обеспечивающая надежную передачу информации между субъектами сетевого взаимодействия.

Рис. 1. Иерархия уровней корпоративной информационной системы

Над транспортной системой работает уровень сетевых операци-онных систем, который организует работу приложений и предоставляет доступ через транспортную систему к разделяемым ресурсам рабочих станций и корпоративным сервисам. 

На следующем уровне работают различные системные приложения, в частности, системы управления базами данных, которые являются основой для реализации корпоративных хранилищ информации, осуществляющих хранение информации в упорядоченном виде и производящих над ней различные операции. Уровнем выше работают системные сервисы, которые, пользуясь услугами СУБД, предоставляют конечным пользователям информацию в удобной для принятия решения форме, а также выполняют некоторые процедуры обработки информации. К этим сервисам относятся служба World-Wide-Web, система электронной почты, системы электронного документооборота и многие другие.

Конечная цель КИС воплощена в прикладных корпоративных приложениях верхнего уровня, которые выполняют задачи, специфические для конкретной корпорации или ее субъекта. Примерами таких систем могут служить системы автоматизации банка, организации бухгалтерского учета, автоматизированного проектирования, управления технологическими процессами и т. п. Для успешной работы корпоративных приложений необходимо, чтобы подсистемы других уровней четко выполняли свои функции.

  1.  Корпоративная  сеть  как  база  КИС
  2.  Технологии корпоративных сетей

Корпоративная сеть передачи данных (КСПД, сеть масштаба предприятия, Enterprise Wide Networks) в общем случае обеспечивает КИС транспортными услугами для поддержки территориально распределенных бизнес-приложений, таких как информационные сервисы (файловый, СУБД и др.), электронная почта, электронный документооборот, IP-телефония, видеоконференцсвязь и др.

Корпоративная сеть является ключевым элементом КИС, и поэтому она должна удовлетворять следующим важным требованиям: 

надежность является одним из факторов, определяющих непрерывность деятельности организации;

производительностьувеличение числа абонентов сети и объема обрабатываемых данных предъявляет постоянно возрастающие требования к пропускной способности используемых каналов связи и производительности сетевых устройств;

экономическая эффективностьувеличение масштаба и сложности корпоративных сетей требует экономии средств как на их создание, так и на эксплуатацию и модернизацию;

информационная безопасностьхранение и обработка в сети конфиденциальной информации выводит информационную безопасность в число основных аспектов стабильности и безопасности деятельности компании в целом.

В КСПД могут входить локальные и кампусные вычислительные сети (Local Area Networks LAN, Campus Area NetworksСAN), городские (Metropolitan Area Networks, MAN) и глобальные (территориальные) сети (Wide Area Networks, WAN).

Локальные сети обслуживают абонентов в пределах рабочих групп, отделов и зданий, городские сети работают в масштабах населенного пункта, а глобальные сети обеспечивают передачу информации на значительные расстояния и объединяют абонентов, находящихся на территории одного государства, разных стран и континентов (примером является наиболее популярная общественная сеть Интернет). 

Таким образом, корпоративные сети характеризуются распределенностью и охватом больших территорий, а также неоднородностью применяемых технологий и протоколов передачи данных.

Современные локальные и кампусные сети реализуются в основном на базе коммутируемых технологий Ethernet и Wi-Fi. Семейство Ethernet включает в себя несколько технологий, наиболее популярными из них являются Fast Ethernet (спецификации 100BASE-TX, 100BASE-FX), Gigabit Ethernet (1000BASE-T, 1000Base-X ), 10 Gigabit Ethernet (10GBASE-T, 10GBASE-SW и другие) и технологии нового поколения 40, 100 Gigabit Ethernet (например, 40GBASE-LR4, 100GBASE-ER4). Ethernet реализуется на базе структурированной кабельной системы на основе медной витой пары и оптоволоконного кабеля, а также специализированного оборудованиякоммутаторов и маршрутизаторов. В отличие от  Ethernet технология Wi-Fi является беспроводной и позволяет сравнительно быстро организовывать небольшие сети, в том числе для мобильных устройств, с поддержкой скоростных режимов до 300 Мбит/с (стандарты IEEE 802.11 a, b, g, n). Технологии Ethernet и Wi-Fi совместимы и чаще всего используются совместно.

Особенно сложными являются участки КСПД, относящиеся к городским и глобальным сетям, так как основная их задачаобеспечение связности между удаленными региональными подразделениями корпорации, сотрудниками и клиентами компании.

Чаще всего городские и глобальные сети организуются на оборудовании и линиях связи телекоммуникационных компаний, которые обычно разделяются на операторов сети (network operator), поддерживающих функционирование сети, и поставщиков, или провайдеров (service provider) телекоммуникационных услуг, которые оказывают платные услуги абонентам сети. К операторам относятся также телефонные компании (в этом случае они называются операторами услуг связи, так как в основном ориентируются на рынок голосовой связи, телеграфа и телетайпа). Владелец сети, оператор и провайдер могут быть одной компанией.

Таким образом, сети по организационной принадлежности могут быть общественными (например, Интернет), которые образованы сетями независимых операторов, объединенных высокоскоростными магистралями; частными, т. е. принадлежащими какой-нибудь крупной корпорации (например, ОАО «РЖД» или «Транснефть») и используемыми для своих внутренних нужд и корпоративнымивариант частной сети, объединенной с каналами общественной сети. Крупные организации могут использовать все эти варианты для реализации своей распределенной сети (наиболее дорогостоящей является частная сеть), а мелкие в основном подключаются к общественным сетям.

Конкретный абонент может осуществить подключение к какому-либо сетевому ресурсу или другому абоненту путем создания, приобретения или аренды у оператора отдельного (выделенного) канала, по которому будут передаваться данные только самого абонента, или путем использования логических каналов и физических линий связи совместно с другими абонентами. Второй способ, как менее дорогостоящий, наиболее распространен среди потребителей сетевых услуг в общественных сетях, но является ограниченным с точки зрения информационной безопасности.

Основной функцией корпоративной сети является оказание транспортных услуг (на уровне трех нижних уровней модели OSI/ISO (Open System Interconnection / International Standards Organization), которые проявляются в способности передавать данные любого типа –от компьютерных до голосовых и видеоданных. Высокоуровневые услуги сетей, развивающиеся в последнее время, относят к информационным, которые рассматриваются с точки зрения прикладных сервисов. Наиболее распространенными сервисами являются web-ориентированные службы, появившиеся в Интернете и перешедшие в Интранет (это термин характеризует переход интернет-технологий в корпоративную сеть).

Структура корпоративной сети содержит множество связей, образованных, например, корпоративными абонентскими подключениями, линиями передачи данных и узловым оборудованием. Физическая реализация линий связи зависит от их функционального назначения, технологии передачи данных, возможностей прокладки линий, стоимости реализации, предпочтений операторов и т. д. Это могут быть проводные линии (например, медные или электропередачи), оптоволокно, радиоканал, оптические линии. 

Абонентские корпоративные подключения глобальных и городских сетей представлены компьютерами, серверами и другим терминальным оборудованием, соединяемыми с линиями связи через UNI (User-Network Interface) –интерфейс «пользовательсеть». Соединение разнородных линий связи и участков сети, а также узлового оборудования и линий связи осуществляется посредством NNI (Network-Network Interface) –интерфейс «сетьсеть». Абонентскую часть интерфейса UNI обобщенно называют оборудованием, размещаемым на территории абонента глобальной сети (Customer Premises Equipment, CPE), которое объединяет устройства DTE (Data Terminal Equipment) и DCE (Data Circuit terminating Equipment). DTEэто устройства, которые генерируют данные для передачи в глобальной сети (например, сетевые карты компьютеров, порты маршрутизатора или моста локальной сети). Устройства типа DCE сопрягают на физическом уровне DTE с конкретными каналами связи. Например, это аналоговые и цифровые модемы, терминальные адаптеры сетей ISDN.

Узловое оборудование, выполняющее функции коммутации и маршрутизации, представлено коммутаторами (switch), мостами, которые в этом случае называются удаленными мостами (remote bridges), маршрутизаторами (router) и мультиплексорами (multiplexor). Коммутаторы (они также называются центрами коммутации пакетов) осуществляют ответвление или слияние потоков данных конечных абонентов или магистральных каналов, переносящих данные многих абонентов. Маршрутизаторы применяются для передачи данных по маршрутам (при наличии множества соединений) на основании какого-либо протокола сетевого уровня (например, IP). Мультиплексоры, как правило, осуществляют совмещение разнородных трафиков (например, «голосданные»).

КСПД (глобальные/городские сети в частности) функционируют с использованием технологий выделенных каналов, коммутации каналов и пакетов.

Выделенные (или арендуемыеleased) каналы (линии) арендуются у операторов дальней связи (таких, как «ТрансТелеком») или телефонных 
операторов.
 Выделенный канал может быть реализован путем аренды отдельного участка сети с поддержкой определенной технологии (например, Frame Relay) либо непосредственным соединением абонентов (корпоративных локальных сетей) выделенными линиями без какого-либо промежуточного оборудования (например, с использованием технологии VDSL). Второй вариант, в основном применяемый для реализации частных корпоративных соединений, является наиболее простым, но дорогостоящим.

Под коммутацией каналов обычно понимается создание непостоянных соединений в телефонных сетях типа Dial-Up Access. При этом абонент, подключенный к телефонной сети через специальное терминальное устройство (например, модем), для организации канала выполняет операцию установления соединения путем вызова другого абонента по телефонному номеру. В таких сетях оплата производится не за объем трафика, а за время соединения. Это значительно снижает эффективность таких соединений, особенно при трафике с большими пульсациями, когда между пакетами данных возникают длительные паузы. Положительным в таких технологиях являются их распространенность и невысокая стоимость. Принцип коммутации каналов реализован в технологиях аналоговой и цифровой телефонии (PDH и SDH, плезиохронная и синхронная цифровая иерархия), а также в технологии с интеграцией услуг ISDN (Integrated Services Digital Network). Аналоговые телефонные сети имеют низкое качество каналов, значительное время установления соединения (особенно при импульсном способе набора номера). Эти недостатки отсутствуют у цифровых телефонных сетей и ISDN.

Технология коммутации пакетов основана на понятии «виртуальный канал» и обеспечивает эффективную передачу долговременных устойчивых потоков данных. Поток пакетов данных между двумя абонентами в сети организуется в виде коммутируемого (маршрутизируемого) виртуального канала, который может создаваться как временным, так и постоянным. В одной физической среде могут присутствовать потоки различных виртуальных каналов от разных абонентов. Этот подход используется в основном для передачи компьютерного трафика, его отличительной особенностью является наличие в соот-ветствующих технологиях развитого механизма управления качеством передачи данных. Принцип коммутации пакетов реализован в таких технологиях, как Frame Relay, АТМ, 10 Gigabit Ethernet и др.

КСПД использует два вида глобальных и городских сетей: магистральные сети и сети доступа.

Магистральные сети (Backbone Wide Area Networks) используются для соединений крупных корпоративных пользователей (например, больших локальных сетей, оборудования операторов), как правило, формирующих значительный по объему трафик от большого количества подсетей. Магистральные территориальные сети должны обеспечивать высокую пропускную способность, постоянный доступ (высокий коэффициент готовности) и характеризуются высокой стоимостью услуг. Обычно в качестве таких сетей используются цифровые выделенные каналы с коммутацией пакетов и скоростью передачи от нескольких единиц до сотен мегабит в секунду. Магистральные участки в настоящее время реализуются на базе технологий WDM (Wavelength Division Multiplexingспектральное уплотнение каналов) и SDH совместно с мультипротокольной коммутацией по меткам (MPLS, Multiprotocol Label Switching).

Сети доступа связывают небольшие локальные сети, удаленные компьютеры и иные устройства (банкоматы, кассовые терминалы и т. п.) с более крупными сетями. Сети доступа имеют разветвленную инфраструктуру, низкую пропускную способность и умеренную стоимость. В качестве сетей доступа обычно применяются телефонные аналоговые и цифровые сети и режесети frame relay, они обеспечивают скорость передачи до нескольких десятков килобит в секунду. Подключение абонентов к сетям доступа осуществляется соответствующими программно-аппаратными средствами, которые называются средствами удаленного доступа (например, DSL-модем). Для множественных корпоративных подключений используется сервер удаленного доступа (Remote Access Server, RAS), который совмещает функции маршрутизатора, моста и шлюза.

Корпоративная сеть позволяет обеспечить соединение разнообразных компьютерных систем, сетей и оборудования на различных уровнях корпоративной иерархии (рис. 2), например:

разрозненные локальные сети, сети рабочих групп и отделов;

–разнообразные по исполнению компьютеры, терминалы и серверы;

IP-телефоны, АТС, факс-аппараты;

–принтеры, копиры, сканеры, МФУ, принт-станции;

–промышленное оборудование (станки с ЧПУ, гибкие производственные линии и т. п.);

–сетевое офисное, торговое, банковское и другое оборудование.

Это оборудование является оконечным и интегрируется в сеть непос-редственно через абонентские подключения и оборудование доступа. Аппаратура передачи данных отвечает за доставку и коммутацию данных меду оконечным оборудованием и иными сетями, например, общественными или частными.

Рис. 2. Схема взаимодействия оборудования

Как и любая современная крупная сеть, КСПД очень сложна по структуре, в ней используется множество технологий и протоколов. Иерархия сети часто реализуется в соответствии с трехзвенной иерархической моделью от компании Cisco. Данная модель позволяет создать наиболее устойчивую структуру сети и более рационально распределить ее ресурсы. Выделяют три иерархических уровня, на каждом из которых выполняются специфические сетевые функций, это уровень ядра (опорный), распределения (агрегации) и доступа (рис. 3). 

Ядро сети (core layer) отвечает за высокоскоростную передачу сетевого трафика, коммутации и маршрутизацию пакетов, он реализуется на высокопроизводительных маршрутизаторах и коммутаторах третьего уровня. На уровне распределения коммутаторами третьего уровня (distribution layer) происходит суммирование маршрутов и агрегация трафика. Уровень доступа (access layer) отвечает за формирование сетевого трафика и выполняет контроль подключения к сети реализуется чаще на управляемых и реже –на неуправляемых коммутаторах второго уровня.

Агрегация трафика и его направление в высокоскоростные каналы передачи информации происходит по мере продвижения трафика от уровня доступа к ядру сети. Аналогично разделение трафика и его направление по менее скоростным каналам передачи данных происходит по мере продвижения трафика от ядра сети к устройствам уровня доступа.

Рис. 3. Иерархическая модель сети. Агрегация трафика

Структура корпоративной сети (рис. 4) должна не только обеспечивать связность разнообразного оконечного оборудования и доступ к разделяемы ресурсам компании (например, корпоративным серверам), но и предоставлять каналы для взаимодействия отдельных организационных единиц корпорации: головного и удаленных офисов (отделений), представительств и удаленных сотрудников.

Для реализации межофисных коммуникаций компании, в зависимости от сложности и потребностей КИС и финансовых возможностей, чаще всего используют следующие виды соединения:

коммутируемые соединения (для клиентов, удаленных сотрудников и небольших офисов);

постоянные низкоскоростные соединения (оптимальны для региональных представительств);

постоянное высокоскоростное соединение (оптимально для головного офиса компании);

собственные выделенные коммуникационные каналы.

Рис. 4. Типовая структура корпоративной сети

При этом для коммутируемых и постоянных низкоскоростных соединений достаточно использовать модемы для коммутируемых линий, а для постоянных высокоскоростных соединений возможны следующие варианты: 

высокоскоростные DSL-модемы для физических линий и маршрутизаторы типа LAN-to-LAN;

производительные маршрутизаторы для построения распределенных сетей (Cisco, 3Сom), обеспечивающие высокую пропускную способность и информационную безопасность.

В качестве среды передачи данных чаще всего применяют либо сеть Интернет с поддержкой технологии VPN для обеспечения высокого уровня информационной безопасности; сеть Интернет в приватном корпоративном режиме (с использованием специального оборудования на стороне интернет-провайдера); частную сеть с коммутацией пакетов.

Разнообразие клиентов и сервисов КИС, распределенность и гетерогенность КСПД требуют особого отношения к протекающим в КСПД процессам и потокам данных, поэтому особую роль отводят проблеме обслуживания трафика в КСПД. Основные классы трафика по приложениям и их характеристики приведены в табл. 1. 

Таблица 1  

Классы трафика и их характеристики

Класс 
трафика

Диалоговый

Потоковый

Интерактивный

Фоновый

 Основные характерис-тики 

 Малая задержка

 Малые измене-ния задержки 

 Небольшие задержка и ее изменения

 Значительная задержка полного цикла

 Небольшое изменение задерж-ки

 Комбинация «запросответ»

 Абонент не ожидает ответа в течение некоторого времени 

 Примеры услуг 

 VoIP, видеоконференц-связь 

 Потоковое видео, аудио

 Просмотр страниц 

 Электронная почта, загрузка файлов 

Чаще всего проблема качества обслуживания возникает в «глобальной» части КСПД, где необходимо обеспечить экономное отношение к пропускной способности каналов. Поэтому для нормальной работы приложений в таких условиях требуется применение методов обеспечения качества обслуживания (Quality of Service, QoS). 

Выделяют три типа методов-служб QoS:

сервис с максимальными усилиями, который обеспечивает взаимодействие конечных абонентов сети без каких-либо гарантий и различий между пакетами отдельных пользователей и приложений;

сервис с предпочтениеммягкий») для некоторых типов трафика (более быстрая обработка, в среднем больше пропускной способности и меньше потерь данных);

гарантированный сервисжесткий»  или «истинный») дает гарантии различным потокам трафика, выраженные в числовом виде, например, гарантия условленной пропускной способности, не уменьшающейся ни при каких обстоятельствах, кокой бы перегруженной сеть ни была.

Эти три подхода к обслуживанию трафика не исключают, а дополняют друг друга. Их комбинирование позволяет учесть разнообразные требования приложений и различные условия работы сети. Службы QoS работают непосредственно на коммутирующем и маршрутизирующем оборудовании провайдера и (или) на стороне влияния самой компании.

  1.  Понятие сетевого хранилища данных

Транспортная подсистема КИС предназначена не только для осуществления передачи информации, но и для обеспечения доступа к системе хранения данных (СХД), которая состоит из непосредственно массива дисковых устройств, контроллера управления дисковым массивом и средствами сетевого доступа. Последняя составляющая СХД может представлять собой как полноценную специализированную технологию передачи данных, так и протокол высокого уровня. Примером первого случая является SAN (Storage Area Network)  высокоскоростная сеть передачи данных, предназначенная для подключения серверов к устройствам хранения информации. В основе концепции SAN лежит возможность соединения любого из серверов с любым устройством хранения данных, работающим по протоколу Fibre Channel. Разнообразные топологии SAN – «точкаточка», «петля с арбитражной логикой» (Arbitrated Loop) и «коммутация» замещают традиционные шинные соединения «сервер – устройства хранения», реализованные по технологии SCSI, предоставляя большую гибкость, производительность и надежность. К протоколам высокого уровня можно отнести iSCSIInternet Small Computer System Interface, который основан на протоколах TCP/IP и разработан для установления взаимодействия и управления системами хранения данных через IP-сети.

Системы хранения данных характеризуются следующими основными показателями: производительность, надежность, стоимость, дополнительные возможности.

Производительность характеризуется количеством операций ввода-вывода (в секундах, IOPS), пропускной способностью (Mбайт/с) и временем реакции (секунды).

Надежность характеризуется такими важными показателями, как

Mean Time Between Failure (MTBF, средняя наработка на отказ) –среднее время от начала работы до первого отказа жестких дисков;

Annualized Failure Rate (AFR, годовая интенсивность отказов) –процент устройств, вышедших из строя в течение первого года эксплуатации.

Надлежащий уровень надежности достигается путем применения следующих основных подходов:

резервирование (redundancy) компонент;

–возможность проведения сервисных работ без перезагрузки и отключения питания (в «горячем» режиме);

–применение технологии RAID;

–защита служебной информации;

–дублирование каналов доступа к дискам и хостам.

Кроме основной функции хранения СХД реализуют следующие дополнительные возможности: администрирование (In-Band, Out-of-Band), виртуализацию, создание мгновенных снимков, удаленную репликацию данных, поддержку миграции данных и гетерогенного окружения, масштабируемость.

Администрирование определяет характер управления СХД и ее отдельными элементами и зависит от используемой технологии, оборудования и программных средств. Виртуализация позволяет осуществить сокрытие сложной организации систем хранения от пользователя, например, при файловой виртуализации часть дисковых накопителей видима пользователю как один накопитель, имеющий понятный идентификатор. Возможность создания мгновенных снимков позволяет сохранять блоки данных, не нарушая нормальную работу СХД, при этом говорят о копировании Point-in-Timeсоздание мгновенной копии оригинального тома на данный момент времени:

вида clone (копия занимает тот же объем, что и оригинальный том; требует время на первоначальную синхронизацию, но после ее завершения скорость доступа к данным высокая);

вида snapshot (фиксируются только изменения на томе данных; может занимать объем, меньший, чем оригинальный том; не требует первоначальной синхронизации, но скорость доступа к данным меньше, так как данные берутся с оригинального тома).

Репликация данных как процесс копирования информации на один или более массивов или между системами хранения позволяет построить надежную распределенную систему, обеспечивающую высокий уровень доступности и актуальности данных. В отличие от репликации поддержка миграции позволяет в режиме нормального функционирования системы производить перенос данных с одного хранилища на другое в зависимости от близости пользователей, производительности каналов связи и т. д.

Основой СХД являются массивы хранения данных, которые классифицируются следующим образом. По масштабу различают следующие массивы:

рабочих групп (Workgroup Storage) –сырая емкость хранения не превышает 1,52 Tбайт;

среднего уровня (Midrange Storage) –высокий уровень производительнос-ти (большее число каналов доступа от хостов к массиву (FrontEnd) и внутри него (BackEnd), надежность (избыточность) практически всех компонентов). Емкость хранения не превышает 20 Tбайт, но возможно ее увеличение за счет присоединения дополнительных дисковых стоек;

масштаба крупных предприятий (Data Centre Storage) –к этому классу относятся хранилища данных с экстремально высокими производительностью, емкостью и надежностью. Емкости –до 85 Tбайт.

По исполнению массивы хранения данных бывают

модульныесостоят из одного небольшого (915 дисков) массива с «интеллектуальным» RAID-контроллером, расширяются посредством технологии JBOD (Just a Bunch Of Disks, просто «куча» дисков);

монолитныесостоят из одного или нескольких больших «шкафов», масштабируются либо добавлением компонентов внутри массива, либо увеличением количества самих дисковых «шкафов».

Массивы могут классифицироваться также по архитектуре объединения в единую систему, по реализации контроллера управления дисковым массивом, способу управления и по другим признакам.

Способ доступа пользователя к массиву хранения и характер взаимодействия элементов СХД полностью определяется концепцией хранения данных. В настоящее время существует несколько таких концепций, появившихся в разное время:

DAS (Direct Attached Storage) –диски, непосредственно подключаемые к серверам;

NAS (Network Attached Storage) –диски, подключаемые к сети;

SAN (Storage Area Networking) –сети хранения;

NUS (Network Unified Storage) –унифицированные сетевые системы хранения;

DAFS (Direct Access File Systems) –файловые системы с прямым 
доступом
;

OBS (Object-Based Storage) –объектные системы хранения.

Распределенная система хранения DAS (рис. 5) является исторически самой первой и простейшей концепцией построения СХД. Согласно ей каждое приложение в сети пользуется собственным хранилищем, реализованным в рамках одного сервера (например, файлового сервера). DAS  отличается невысокой стоимостью, зависимостью от платформ, сложностью организации систем с высокой готовностью, высоким быстродействием в рамках одного сервера, малой скоростью отклика при загрузке сервера.

Рис. 5. Распределенная система хранения DAS

Выделенная система хранения NAS (рис. 6) предполагает наличие единого и общего для всех приложений хранилища, доступного клиентам из любой точки сети, и характеризуется следующими свойствами: платформонезависи-мостью, удобством администрирования, простотой развертывания, низкой масштабируемостью и зависимостью со стороны топологии и технологии сети передачи данных.

В настоящее время довольно популярным подходом в построении СХД является технология SAN (рис. 7). Идея SAN состоит в использовании специализированной сетевой технологии, интегрированной в СХД с точки зрения поддержки основных задач СХД. Так, базой многих реализаций SAN является оптическая технология передачи данных Fibre Channel, которая поддерживает типовые операции над данными и обеспечивает скорость передачи данных 1Гбит/с и более в зависимости от спецификации. SAN имеет следующие характеристики:

независимость топологии от хранилищ и серверов;

–платформонезависимость;

– централизованное управление;

– удобное резервирование данных без загрузки локальной сети и серверов;

–высокие быстродействие и масштабируемость;

–высокие готовность и отказоустойчивость (дублирование основных 
узлов
);

– отсутствие конфликта с трафиком корпоративной сети.

Рис. 6. Выделенная подсистема система хранения NAS

Унифицированные сетевые системы хранения NUS являются «мультипротокольными», так как обеспечивают доступ к данным по разным протоколам в рамках одной и той же системы, например, NUS способна работать одновременно и в SAN-сети, и по протоколу iSCSI, и как NAS-устройство для хранения файлов.

Основным принципом организации объектной архитектуры систем хранения (Object-Based Storage, OBS) является организация хранения данных
совместно с расширением данныхметаданными, которые характеризуют хранимую информацию и способ ее хранения вплоть до физического размещения в треках диска на носителе. Метаданные, таким образом, позволяют вводить в обращение термин «объект хранения», имеющий характерный для него формат хранения и доступа к нему.

Конкретная СХД, реализованная по той или иной концепции, может поддерживать один или несколько протоколов файлового доступа. Ниже перечислены наиболее популярные протоколы, способные функционировать в разных сетевых средах на разных аппаратно-программных платформах.

CIFS (Common Internet File System) –общая файловая система Интернета. Протокол CIFS используется в локальных windows-сетях для доступа к файлам. CIFS работает  поверх протоколов стека TCP/IP и обеспечивает функциональность протокола FTP (File Transfer Protocol) с  улучшенным контролем над файлами, он позволяет также разделять доступ к файлам между клиентами, используя блокирование и автоматическое восстановление связи с сервером в случае сбоя сети;

NFS (Network File System) –сетевая файловая система. Применяется на платформах UNIX и представляет собой совокупность распределенной файловой системы и сетевого протокола. Для транспортировки данных NFS использует протокол TCP/IP. Для работы NFS в Интернете был разработан протокол WebNFS;

Рис. 7. Сети хранения SAN

DAFS (Direct Access File System) –прямой доступ к файловой системе, который основан на NFS. Данный протокол позволяет прикладным задачам передавать данные в обход операционной системы и ее буферного пространства напрямую к транспортным ресурсам. Протокол DAFS обеспечивает высокие скорости файлового ввода-вывода и снижает загрузку процессора благодаря значительному уменьшению количества операций и прерываний, которые обычно необходимы при обработке сетевых протоколов;

iSCSI (Internet Small Computer System Interface) –это протокол, который базируется на протоколах TCP/IP и разработан для установления взаимодействия и управления системами хранения данных, серверами и клиентами;

Fibre Channel или FCвысокоскоростной интерфейс передачи данных. Переносит Fibre Channel Protocol (FCP) –транспортный протокол, который доставляет команды SCSI по сетям Fibre Channel. Поддерживается оптическая и электрическая среды (витая пара, коаксиальный или твинаксиальный кабели, а также многомодовое или одномодовое волокно) со скоростью передачи данных от 133 Мбит/с до 10 Гбит/с на расстояния до 50 км. Поддерживает классы обслуживания (Classes of service, CoS);

ATA over Ethernet (AoE, IEEE 0x88a2) –это низкоуровневый протокол, передающий пакеты с командами (ответами) для ATA-диска и конфигурационными опросными пакетами (query config packets) для идентификации доступных устройств.

  1.  Подсистема «интеллектуального здания»

КИС часто интегрируется с подсистемой «интеллектуального здания», которая в основном предполагает управление различными системами жизнеобеспечения и безопасности. В частности, в состав КИС дополнительно включаются следующие компоненты:

интегрированный комплекс технических средств безопасности: системы управления доступом, охранно-тревожной сигнализации, телевизионного 
наблюдения,
 пожарной сигнализации и оповещения о пожаре, автоматического пожаротушения;

комплекс систем жизнеобеспечения: системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, управления микроклиматом; системы бесперебойного электроснабжения, удаленного мониторинга и управления электроснабжением; системы освещения и управления освещением, учета энергоносителей; системы контроля и управления лифтами, эскалаторами и пр.;

комплекс систем информатизации: системы приема эфирного и спутникового телевидения, радиофикации, телефонной сети, проведения конференций, электрочасофикации; средства оперативной радиосвязи персонала и другие системы.

Особое значение имеют автоматизированные системы управления, на базе которых реализовано большинство перечисленных компонентов. Они имеют единый центр диспетчеризации инженерного оборудования и мониторинга.

Все подсистемы реализуются на базе интегрированной кабельной инфраструктуры, объединяющей слаботочные системы контроля и СКС локальных участков корпоративной вычислительной сети. Часто реализуется объединенная кабельная система с силовой электросетью, которая обеспечивает передачу и распределение электроэнергии и информации, мониторинг и управление всеми подсистемами.

  1.  Серверное  оборудование  КИС
  2.  Архитектура компьютерных систем в КИС

В настоящее время для решения корпоративных задач применяется множество разновидностей компьютерных систем (КС), разных как по назначению, так и по своей архитектуре. В зависимости от распределения функций между КС, они могут выступать в роли сервера, который предоставляет некие информационные услуги по запросу, или клиента, запрашивающего эти услуги у сервера. При  этом подразумевается, что все виды КС взаимодействуют друг с другом посредством информационной сети и на соответствующих устройствах функционирует все необходимое системное и прикладное программное обеспечение. 

Возможны следующие варианты взаимодействия КС в рамках корпоративной сети: одноранговая сеть – функции клиента и сервера совмещаются в КС, сеть с выделенными серверами, гибридный вариант.

Во всех названных случаях можно выделить клиентские компьютерные системы, которые предназначены в основном для решения персональных задач одного сотрудникаэто работа с локальными приложениями или доступ к общим корпоративным ресурсам. К таким системам относятся персональные компьютеры (ПК), сетевые рабочие станциитолстые» клиенты), терминалытонкие» клиенты, X-терминалы, NetPC), ноутбуки и нетбуки, карманные компьютеры (PDApersonal digital assistant), планшеты, смартфоны и коммуникаторы, промышленные компьютеры.

Характер взаимодействие клиентских КС с серверами в основном определяется общей архитектурой совместной работы программных приложений КИС. Выделяют три основных параметра организации работы приложений:

способ разделения приложения на части, выполняющиеся на разных КС;

выделение специализированных КС, на которых выполняются некоторые общие для всех приложений функции;

способ взаимодействия между частями приложений, работающих на разных КС.

Программные приложения условно можно разделить на следующие функциональные части:

средства представления данных на экране;

уровень представления – описывает правила взаимодействия пользователя с приложениями;

уровень логики – правила для принятия решений, вычислительные процедуры и т. п.;

уровень данных – операции с данными, хранящимися в некоторой базе данных (БД);

операции базы данных – действия СУБД, вызываемые в ответ на выполнение запросов уровня данных;

файловые операции – стандартные операции над файлами и файловой системой.

Подобное деление относится как к современным локальным системам типа «сам в себе», так и к клиент-серверным приложениям, под которыми, например, в узком смысле, понимается информационная система, основанная на использовании серверов баз данных. В этом случае на стороне клиента выполняется приложение, в которое обязательно входят программные компоненты, поддерживающие интерфейс с конечным пользователем, производящие отчеты, выполняющие другие специфичные для приложения функции. Клиентская часть приложения взаимодействует с клиентской частью программного обеспечения управления базами данных, являющейся интерфейсом СУБД для приложения. Этот интерфейс, как правило, основан на использовании языка структурированных запросов SQL, поэтому некоторые функции предобработки данных (подготовка данных для запросов к базе данных или формирование результирующих отчетов) выполняются в этой части клиентского приложения. Эта часть, используя средства сетевого доступа, обращается к серверу баз данных, передавая ему текст запроса на языке SQL. Сервер производит интерпретацию полученного запроса и необходимые действия над информацией, содержащейся в базе данных. Далее серверная часть СУБД пересылает результат выполнения запроса клиентской части, и окончательная обработка производится уже в клиентской части приложения. Подобная организация функционирования информационной системы является базовой для многих приложений и сервисов: для самих СУБД, почтовой системы, web-сервисов, систем электронного документооборота и т. д.

В настоящее время выделяют несколько видов типовой архитектуры 
совместной работы программных приложений:
 двухзвенные, многозвенные и распределенные.

Двухзвенные схемы описывают разделение функций приложения между двумя КС, возможны следующие варианты: централизованная обработка данных, архитектура «файл-сервер» и «клиент-сервер».

Централизованная архитектура взаимодействия показана на рис. 8. В этом случае ресурсы клиентской КС используются в незначительной степени, загружаются только средства ввода-вывода, что характерно для терминальных КС. Недостатками являются недостаточная масштабируемость и низкая отказоустойчивость.

КС1

КС2

Интерфейс

Логика 
приложений и обращения к БД

Операции
базы данных

Файловые операции

Клиент

Сервер

Рис. 8. Двухзвенные схемы – централизованная обработка данных

Архитектура «файл-сервер» (рис. 9) характеризуется хорошей масштабируемостью, поскольку дополнительные пользователи и приложения незначительно увеличивают нагрузку на центральную КС – файловый сервер, однако возможно увеличение времени реакции на приложения. Клиентская КС должна иметь высокую производительность, чтобы справляться с представлением данных, логикой приложений, логикой данных и поддержкой операции БД.

КС1

КС2

Интерфейс

Логика 
приложений и обращения к БД

Операции
базы данных

Файловые операции

Клиент

Сервер

Рис. 9. Двухзвенные схемы – «файл-сервер»

На рис. 10 показана клиент-серверная схема взаимодействия, в которой функции между клиентской и серверной частями системы распределяются более равномерно: клиентская КС выполняет функции, специфические для данного приложения, а сервер – функции, реализация которых не зависит от специфики приложения, и данные функции могут быть оформлены в виде сетевых служб. 

Трехзвенная или многоуровневая архитектура взаимодействия (рис. 11) предполагает наличие сервера приложений как промежуточного элемента, который реализует логику приложений и решает проблему недостаточной вычислительной мощности клиентских КС для сложных приложений, упрощает администрирование и поддержку системы, делает систему универсальной.

КС1

КС2

Интерфейс

Логика 
приложений и обращения к БД

Операции 
базы данных

Файловые операции

Клиент

Сервер

Рис. 10. Двухзвенные схемы – «клиент-сервер»

Архитектура распределенных систем является более сложной с точки зрения организации и рассматривается как система взаимодействующих однотипных КС, способных обеспечивать хранение локальных копий важных данных и выполнение приложений в рамках единой задачи. Такие системы основаны на применении механизма репликации, позволяющего производить копирование-обмен данными между различными КС и централизованным хранилищем данных. Репликации могут выполняться как по синхронной схеме, так и по асинхронной. 

КС1

КС2

КС3

Интерфейс

Логика 
приложений и обращения к БД

Операции 
базы данных

Файловые операции

Клиент

Сервер
приложений

Сервер

баз данных

Рис. 11. Трехзвенная схема

Отдельно следует выделить архитектуру web-приложений, основанную на трехзвенной архитектуре, с использованием универсального web-клиента – браузера, что не требует применения дополнительного ПО на стороне клиента, значит, позволяет автоматически реализовать клиентскую часть на различных программно-аппаратных платформах КС. Такая архитектура реализует «интернет/интранет»-подход в КИС и имеет высокую степень масштабируемости, устойчивости, доступности, универсальности и унификации. Последние характеристики расширяются с применением сервис-ориентированной архитектуры (SOA, service-oriented architecture). Это модульный подход к разработке программного обеспечения, основанный на использовании сервисов (служб) со стандартизированными интерфейсами, например, на базе языка XML.

  1.  Виды серверного оборудования

Анализ рассмотренных видов архитектуры компьютерных систем позволяет сделать вывод о том, что базовым элементом корпоративной информационной системы является серверное оборудование, которое, как понятие, часто объединяет серверы, мейнфреймы, суперкомпьютеры, кластеры, системы высокой степени готовности (high availability systems) и другую сложную вычислительную технику, выполняющую общекорпоративные задачи.

Термин «сервер» может относиться как к оборудованию, так и к программному обеспечению, которые совместно решают сервисные задачи КИС (например, доступ к файловому хранилищу). Это означает, что обе этих составляющих системы реализуются по архитектуре, подготовленной к получению запросов извне и отвечающей на эти запросы путем выдачи информации заданного типа. Однако в любом случае ядром компьютерной системы является соответствующее ПО. При этом следует различать термины «сетевая служба» и «сервис». Сетевой службой называется совокупность серверной и клиентской частей операционных систем, предоставляющих доступ к конкретному типу ресурса КС через сеть. Сервисэто интерфейс между потребителем услуг (пользователем или приложением) и поставщиком услуг (службой).

Когда под сервером понимают аппаратное обеспечение, то обычно подразумевают, что на нем работает одна или более серверных программ, а сам он предназначен для той или иной роли и, возможно, состоит из компонентов, обеспечивающих высокую степень готовности. Таким образом, с точки зрения аппаратных средств сервер – это компьютерная система, которая способна оказывать некоторые услуги другим системам, подсоединенным к серверу пос-редством информационной сети. 

Существует также понятие аппаратного сервера, который является узкоспециализированным решением со встроенным и закрытым для изменения программным обеспечением.

Основными характеристиками серверного оборудования являются отношение «стоимость/производительность», надежность и отказоустойчивость, масштабируемость, совместимость и мобильность.

Современные серверы в основном характеризуются 

наличием нескольких универсальных или специализированных центральных процессоров (RISC- или CISC-архитектуры) с поддержкой режима симметричной и (или) асимметричной многопроцессорной обработки;

многоуровневой шинной архитектурой, позволяющей связать между собой несколько процессоров, оперативную память, множество стандартных шин ввода-вывода;

поддержкой технологии дисковых массивов RAID и т. д.

Серверное оборудование классифицируется по программно-аппаратной архитектуре, по типу исполнения, по количеству обслуживаемых клиентов, по стоимости, по виду решаемых задач (табл. 2).

Таблица 2  

Классификация серверов в рамках корпорации

По количеству обслуживаемых клиентов

По типу
исполнения

По классу
решаемых задач

По стоимости

 Рабочей группы (workgroup)

 Напольные

 Файл-, принт-серверы

 Начальный класс

 Отдела (department)

 Напольные,

стоечные, лезвия

 Файл-серверы, серверы приложений и СУБД

 Начальный класс, средний класс

 Средних организаций (midrange)

 Предприятия (enterprise)

 Напольные,

стоечные, лезвия, кластер, с высокой степенью масштабируемости (super scalable)

 Web-серверы, прокси-серверы, брандмауэры, почтовые серверы, серверы DHCP, DNS, FTP

 Начальный класс, средний класс, высокий класс

Если первый классификационный признак в основном характеризует индивидуальные параметры оборудования: вычислительная мощность, объем оперативной и долговременной памяти, интерфейсные возможности, направленность на конкретные программные платформы и т. д., то остальные признаки определяют роль сервера во всей КИС.

По количеству обслуживаемых клиентов различают серверы масштаба рабочей группы (workgroup), отдела (department), средних организаций (midrange), предприятия (enterprise). Четкие границы между этими типами отсутствуют: мощные системы одного типа могут выполнять роль серверов начального уровня старшего типа и наоборот. Часто рассматриваются серверы только трех классов: для рабочих групп, отделов и предприятий. 

По типу исполнения различают сверхплотные (сверхтонкие или «лезвия» (blade) серверы, классические напольные или пьедестальные (tower), оптимизированные для установки в стойку (rack) и с высокой степенью масштабируемости (super scalable). Выделяют серверы для телекоммуникационных решений (carrier gate), основанные на rack-формате и предназначенные для работы совместно с телекоммуникационным оборудованием через специализированные интерфейсы.  Отказоустойчивые (non-stop) серверы реализованы c полным дублированием программных и аппаратных компонентов и синхронным выполнением как минимум двух копий каждого серверного приложения с исключением прерываний приложений при отказе любых компонентов. Серверы в так называемом «промышленном исполнении» кроме уменьшенных габаритов имеют прочный корпус, защиту от пыли, влажности и вибрации, а также специальный дизайн кнопок, предотвращающий случайные нажатия.

Напольные серверы обычно представляют собой самодостаточную систему (all-in-one –«все в одном») и обеспечивают высокую гибкость при размещении компонентов в корпусе, легко наращиваемы.

Серверы для установки в стойку имеют конструкцию, позволяющую устанавливать сервер в 19-дюймовые (размер 482,6 мм по передней стенке устройства с учетом крепежных комплектов) шкафы-стойки (rackmount), которые являются индустриальным стандартом для реализации модульного построения КИС предприятия. Данные серверы предназначены для консолидации серверов в центрах обработки данных и использования их с внешними подсистемами хранения, сетевым оборудованием, источниками бесперебойного пита-
ния и т. д. 

Стоечные серверы могут эффективно применяться для кластерных решений, когда сами серверы, внешняя память и дополнительные устройства размещаются в тех же стойках. В общем случае под термином «кластер» понимается набор КС общего назначения или специализированных серверов, связанных друг с другом стандартными сетевыми технологиями (например, Fast/Gigabit Ethernet) и управляемых единой программной системой с целью решения какой-либо общей задачи. Кластерные решения часто применяют для реализации систем высокой степени готовности (high availability systems), обеспечивающих доступ к системе 24 часа в сутки, без простоев и отказов в обслуживании.

Сверхтонкие серверы устанавливаются в стойку или специализированный крейт (шасси), таким образом, чтобы упаковать в одной внешней конструкции как можно больше независимых серверных систем. Это логическое развитие подхода, начало которому было положено тонкими rack-серверами высотой 1U, что позволяет экономить место, отводимое под каждый сервер, уменьшить уровень энергопотребления, повысить масштабируемость и надежность всей системы в целом.

Серверы с высокой степенью масштабируемости обычно основаны на rack- или blade-решениях предназначены для крупных предприятий и способны обеспечить решение практически любых задач корпорации, требующих постоянного увеличения  производительности, памяти и т. д.

По стоимости серверы можно подразделить на системы высокого, среднего и начального класса.

По виду решаемых задач выделяют следующие виды серверов: серверы приложений, web-серверы, файл-серверы, «беспроводной» сервер, прокси-серверы, брандмауэры, почтовые серверы, серверы DHCP, серверы FTP, принт-серверы, серверы удаленного доступа, факс-серверы, серверные приставки, серверы для инфраструктуры электронного бизнеса.

  1.  Серверы как поставщики сервисов КИС

Серверы являются поставщиками практически всех сервисов КИС, что следует из классификации задач КИС и серверного оборудования.

Корпоративная информационная система представляет собой совокупность специализированного программного обеспечения и вычислительной аппаратной платформы, на которой собственно инсталлировано и настроено программное обеспечение. Программное обеспечение может рассматриваться с точки зрения возможных архитектур информационных систем, в классической классификации (системное программное обеспечение (СПО), прикладное программное обеспечение (ППО) и с точки зрения сервисов КИС. В последнем случае учитывается то, что сервисы в зависимости от функционального назначения могут относиться к различным видам ПО. В частности, системными сервисами являются DHCP, DNS или FTP (однако этот протокол принадлежит прикладному уровню OSI-модели) и другие службы. Прикладные сервисы чаще всего реализуют высокоуровневые функции, например, почтовая служба, web-сервис и пр.

Многообразие сервисов и иерархичность корпоративной информационной системы приводит к специализациям: сервис приложений, информационные, коммуникационные, инфраструктурные сервисы, сервисы администрирования и реализации доступа во внешние сети и из внешних сетей.

Сервер приложений (application server) –сервер, исполняющий некоторые прикладные программы. Термин относится также и к ПО, установленному на таком сервере и позволяющему выполнять прикладное программное обеспечение. Сервер приложений имеет расширенные возможности по обработке информации, и его взаимодействие с клиентом строится по клиент-серверной архитектуре, при этом на уровне программного обеспечения выделяют серверную и клиентскую части единого приложения. Серверы приложений могут поддерживать следующие типы приложений: приложения рабочих групп (календарь, расписание, поток работ, управление документами); средства организации совместных работ; прикладные сервисы для приложений «клиент-сервер»; доступ к распределенной информации (данным) и пр.

Роли серверов, предоставляющие информационные услуги: файл-сервер, web-сервер, сервер печати, сервер СУБД, FTP-сервер (File Transfer Protocol).

Файл-сервер – важный компонент электронной инфраструктуры любой КИС, он обеспечивает пользователям доступ к файлам, которые необходимы им для работы. Централизованное хранение информации позволяет обеспечить доступ к данным с любого компьютера, подключенного к серверу посредством корпоративной сети. При этом доступ может быть ограничен в соответствии с политикой безопасности, принятой в КИС. Кроме того, обеспечивается высокая надежность хранения информации.

Web-серверэто сервер, принимающий HTTP-запросы (HyperText Transfer Protocol) от клиентов, обычно web-браузеров, и выдающий им HTTP-ответы, обычно вместе с HTML-страницей (HyperText Markup Language), изображением, файлом, медиапотоком или другими данными. web-сервером называют как программное обеспечение, выполняющее функции web-сервера, так и сервер, на котором это программное обеспечение работает. Клиенты получают доступ к веб-серверу по URL-адресу (Uniform Resource Locator) нужной им веб-страницы или другого ресурса. Web-сервер функционирует по технологии клиент-серверного взаимодействия, обслуживая так называемый web-контент, т. е. информацию, представляемую для использования в сетях Интернета. Современные web-серверы могут одновременно обрабатывать большое число запросов. В настоящее время web-серверы рассматривают и как серверы приложений или информационные серверы.

Принт-серверы предоставляют услугу печати документов на одном или на нескольких общих принтерах в соответствии с заданием на печать. В этом случае нет необходимости укомплектовывать каждый компьютер собственным печатающим устройством, сервер поддерживает временное хранение посланных на печать документов, управляет очередью печати, сообщает о выводе документов на печать. В настоящее время принт-серверы часто заменяются сетевыми принтерами или принт-станциями, которые переняли часть серверных функций.

Серверы FTP, работающие на основе соответствующего протокола, поддерживают работу простых файловых менеджеров и предназначены для доступа к файловым ресурсам, размещенным в сети КИС. 

Коммуникационные сервисы реализованы следующими основными ролями серверов: почтовый сервер, сервер служб мгновенных сообщений IM (Instant Messenging) и сервер IP-телефонии.

Почтовый сервер (сервер пересылки электронной почты) реализует так называемый агент пересылки сообщений (Mail Transfer Agent, MTA), работающий совместно с клиентом электронной почты (Mail User Agent, MUA). Почтовый сервер осуществляет интерпретацию адресов входящих сообщений и доставку (хранение) корреспонденции в почтовых ящиках пользователей. 

Сервер службы Instant Messenging (например, Microsoft Messenger, Jabber), обеспечивает обмен «мгновенными сообщениями», позволяя пользователям осуществлять общение и передавать документы в реальном масштабе времени. 

Сервер IP-телефонии предназначен для передачи через IP-сети голосового трафика и управления им. Сервер может поддерживать одну или несколько технологий IP-телефонии и передачи мультимедийного трафика, например, SIP (Session Initiation Protocol) или H.323 и др.

Роли серверов, реализующие инфраструктурные задачи: DNS-сервер, DHCP-сервер, терминальный сервер и сервер каталога домена, контроллер 
домена.

Сервер DHCP поддерживает функционирование протокола DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), который обеспечивает автоматическое  присваивание IP-адресов компьютерам в сети и управление адресным прост-ранством сети. Сервер DNS (Domain Name Systemсистема доменных имен) реализует распределенную систему, обеспечивающую преобразование доменных имен сетевых устройств в IP-адреса и обратно, а также предоставление дополнительной информации о DNS-системе и сетевых устройствах. Терминальный сервер (terminal server) –сервер, предоставляющий клиентам вычислительные ресурсы (процессорное время, память, дисковое пространство) для решения прикладных задач.

Сервер каталога и контроллер домена предназначены для поддержания доменной инфраструктуры в КИС. Домен представляет собой административную единицу с общим пространством имен и предназначен для логического деления сети в соответствии с внутренней структурой организации с целью управления ресурсами сети, которые принадлежат домену.

Сервисы администрирования и управления системой включает в себя набор базовых и опциональных компонентов, предназначенных для установки, конфигурирования, настройки различных элементов и сервисов КИС, а также для обеспечения оптимальных условий их функционирования.

Серверы реализации доступа во внешние сети и из внешних сетей, как правило, обеспечивают связь удаленных пользователей, подключенных к сети Интернет или через модемы к коммутируемым каналам. К ним относятся сервер удаленного доступа (Remote Access Server, RAS), прокси-сервер, брандмауэр, VPN-агент.

Прокси-сервер выполняет две основные функции, как правило, связанные с обслуживанием взаимодействия пользователей с Интернет. Во-первых, он действует как посредник, перенаправляя через себя запросы пользователей в Интернет, при этом обеспечивая защиту сети на определенном уровне. Во-вторых, прокси-сервер может сохранять часто запрашиваемую информацию в кэш-памяти, доставляя ее пользователям из кэша при повторном обращения к интернет-ресурсу. 

Брандмауэр (межсетевой экран) представляет собой средство обеспечения безопасности на стыке двух сетейвнутренней и внешней, как правило, локальной сети и глобальной, например Интернет. Он осуществляет анализ проходящего через него трафика, принимая или отвергая определенные типы сетевых запросов как из внутренней сети, так и из внешней. Существуют брандмауэры в виде функционально законченных систем, а также прокси-серверы с возможностями брандмауэров.

VPN-агенты позволяют реализовывают так называемую технологию виртуальных частных сетей VPN (Virtual Private Network), которая позволяет объединить узлы или сети в виртуальную сеть, обеспечивающую целостность и безопасность передаваемых данных через внешнюю сеть (например, Интернет).

Библиографический список

  1.  Избачков Ю. С. Информационные системы /  Ю. С. Избачков, В. Н. Петров. СПб: Питер, 2008.
  2.  Бройдо В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации / В. Бройдо. СПб: Питер, 2007.
  3.  Олифер В. Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. СПб: Питер, 2010.
  4.  Таненбаум Э. Компьютерные сети / Э. Таненбаум. СПб: Питер, 2010.
  5.  Таненбаум Э. Современные операционные системы / Э. Таненбаум. СПб: Питер, 2010.
  6.  Олифер В. Г. Сетевые операционные системы / В. Г. Олифер, 
    Н.
     А. Олифер. СПб: Питер, 2010.
  7.  Адельштайн Т. Системное администрирование в Linux / 
    Т.
     Адельштайн, Б. Любанович. СПб: Питер, 2010.
  8.  Робачевский А. Операционная система UNIX / А. Робачев с-кий, А.  Немнюгин, О. Стесик. М.: БХВ-Петербург, 2007.
  9.  Моримото Р. Microsoft Windows Server 2008 R2. Полное руко-водство / Р. Моримото, М. Ноэл. М.: Вильямс, 2010.

Учебное издание

МАЛЮТИН  Андрей Геннадьевич

КОРПОРАТИВНЫЕ  ИНФОРМАЦИОННЫЕ  СИСТЕМЫ

Конспект лекций

––––––––––––––––

Редактор  Н. А. Майорова

* * *

Подписано в печать     .10.2011. Формат 60  84 1/16.

Плоская печать. Бумага офсетная. Усл. печ. л.  2,4. Уч.-изд. л. 2,7.  

Тираж 70 экз. Заказ  .

* *

Редакционно-издательский отдел ОмГУПСа

Типография ОмГУПСа

*

644046, г. Омск, пр. Маркса, 35


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

39698. ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ 414.5 KB
  Значение сборки при изготовлении машин Сборка является заключительным этапом изготовления машин и в значительной степени определяет ее эксплуатационные качества. Одни и те же детали соединенные при разных условиях сборки могут значительно изменять долговечность их службы. Технологические процессы изготовления деталей в большинстве случаев подчинены технологии сборки машины.
39699. Особенности технологии обработки заготовок на станках с ЧПУ 149.5 KB
  Общие сведения о станках с ЧПУ Одним из главных направлений автоматизации процессов механической обработки заготовок мелкосерийного и серийного машиностроения является применение станков с числовым программным управлением ЧПУ. Станки с ЧПУ обладают гибкостью и универсальностью присущей универсальным станкам и точностью и производительностью присущей станкам автоматам. Под числовым программным управлением ЧПУ понимают управление обработкой заготовки на станке по управляющей программе в которой данные приведены в числовой форме.
39700. Основы технологии машиностроения. Технологии ремонта машин 7.19 MB
  Различают технологические процессы выполнения заготовок термической обработки механической обработки сборки. В технологических процессах заготовительного характера происходит превращение исходного материала в заготовки деталей машин заданных размеров и конфигурации путем литья обработки давлением резки сортового или специального проката а также комбинированными методами. В процессе термической обработки происходят структурные превращения изменяющие свойства материала детали. Под технологическим процессом механической обработки...
39701. Основы процесса резания и режущий инструмент 1.21 MB
  Пластическое деформирование и разрушение металлов в процессе резания протекают в особых условиях. Именно это и определяет специфику и закономерности, определяемые физикой этого процесса, которые могут быть отражены зависимостями (частными, в основном), отражающими процесс обработки резанием.
39702. Характеристика рабочего Плана счетов ОАО ХК «Татнефтепродукт» 594.5 KB
  Изучить действующий План счетов бухгалтерского учета, историю его развития. Исследовать на практике возможности применения рабочего плана счетов. Предложить способы совершенствования использования действующего Плана счетов.
39703. Стратегия ценообразования 15.24 KB
  Для классификации ценовых стратегий ориентированных на спрос можно использовать несколько критериев. По уровню цен на новые товары выделяют стратегии: снятия сливок; цены проникновения; среднерыночных цен. По степени изменения цены выделяют стратегии: стабильных цен; скользящей падающей цены или исчерпания; роста проникающей цены.
39704. Коммуникационный процесс 16.08 KB
  Его цель обеспечить передачу и понимание информации являющейся предметом обмена.Обычно коммуникацию представляется в таком соотношении компонентов: коммуникатор сообщение кодирующее устройство канал декодирующее устройство помехи получатель информации целевая аудиториярезультат коммуникацииобратная связь Рассмотрим базовые элементы коммуникационного процесса:1. Коммуникататор – это не только источник информации но и кодировщик для посылаемых сообщений и декодировщик получаемой по каналам обратной связи информации. Кодировка или...