Структура базы данных предприятия и порядок работы с базами данных

Основными вопросами этого задания являются: тип структуры данных и вид модели базы данных; способы доступа к базам данных и порядок работы с ними; состав массивов данных и принципы их организации; применяемые системы управления базами данных.

Центры обработки данных (ЦОД).

Центр Обработки Данных (ЦОД) является комплексным организационно — техническим решением, предназначенным для создания высокопроизводительной, отказоустойчивой информационной инфраструктуры.

Центры Обработки Данных на новом качественном и архитектурно-техническом уровне возрождают культуру организации вычислительного процесса, присущую старым Вычислительным Центрам (ВЦ). В частности, современные ЦОД ориентированы в первую очередь на решение бизнес-задач путем предоставления услуг в виде информационных сервисов. Старые ВЦ были ориентированы на предоставление услуг по организации вычислений, понятия информационного сервиса тогда не существовало.

Консолидация вычислительных ресурсов и средств хранения данных в ЦОД позволяет сократить совокупную стоимость владения IT-инфраструктурой за счет возможности эффективного использования технических средств, например, перераспределения нагрузок для оптимального решения бизнес-задач, а также за счет сокращения расходов на администрирование.

Структура ЦОД.

На данном этапе развития КИВС имеется два Центра Обработки Данных ЦОД (см. Приложение Г):

• 1. ЦОД1. Его ролью является объединение различных участков сети нашего предприятия между собой (т. е. является центром в топологии сети типа «звезда»), хранением цифровых копий конструктивных электронных макетов (КЭМ) изделий, моделей и деталей, предоставлением различной информации;
• 2. ЦОД2 (см. приложение Д). Он является основным центром обработки данных на предприятии. Здесь сконцентрированы большие серверные мощности, коммутационные узлы, предоставляется и обрабатывается основная часть информации циркулирующая в КИВС предприятия.

ЦОД включает серверный комплекс, систему хранения данных, систему эксплуатации и систему информационной безопасности. Все компоненты ЦОД тесно интегрированы между собой и объединены высокопроизводительной ЛВС.

• · Система хранения данных (СХД) предназначена для организации надёжного хранения информационных ресурсов и предоставления доступа к ним серверов. Серверные комплексы архитектурно концентрируются вокруг СХД, которая выступает в качестве фундамента для организации ЦОД. Технологической основой для концентрации служат Сети Хранения Данных (SAN).
• · Система эксплуатации ЦОД предназначена для организации эффективного управления IT-ресурсами и компонентами инфраструктуры ЦОД. Основными задачами системы эксплуатации являются повышение надежности, обеспечение заданной производительности и необходимых технико-эксплуатационных параметров инфраструктуры ЦОД.
• · Серверный комплекс ЦОД. При построении серверного комплекса была выбрана модель системы с многоуровневой архитектурой, преимущества которой описаны ниже.

Серверный комплекс.

Серверный комплекс, построенный на основе многоуровневой архитектуры, включает следующие группы серверов:

• · Серверы информационных ресурсов (ресурсные серверы). Отвечают за сохранение и предоставление данных серверам приложений. Ресурсными серверами являются, например, серверы СУБД (DBSRV, S70, VM-DB-02 и т. п.) и файл-серверы (BESTPRO, VM-HOST-05 и т. п.).
• · Серверы приложений. Выполняют обработку данных в соответствии с бизнес-логикой системы. К примеру, серверами приложений являются серверы, выполняющие модули ИСПРО, Интермех, ИПС Стандарты, БД Изделия и прочее.
• · Серверы представления информации. Осуществляют интерфейс между пользователями и серверами приложений. Терминальные серверы и web-серверы служат примером серверов представления информации.
• · Служебные серверы. Обеспечивают работу других подсистем ЦОД. Так, служебными серверами являются серверы управления системой резервного копирования (vm-backup), серверы управления антивирусами (vm-av-01, vm-av-02), сервер мониторинга сети и состояния оборудования (vm-netmon-01), сервер обновлений ПО Microsoft (local-sus), сервер контроля устройств ввода-вывода (DeviceLock — vm-dl-01).

Для серверов представления информации характерен большой поток коротких запросов от пользователей. Поэтому сервера этого уровня должны хорошо горизонтально масштабироваться (увеличение количества серверов) для обеспечения распределения нагрузки. Серверы представления информации мультиплексируют запросы пользователей и отправляют их на уровень серверов приложений.

Для серверов приложений уже требуется достаточная вертикальная масштабируемость (возможность наращивания количества процессоров, объёмов оперативной памяти и каналов ввода-вывода) для обработки мультиплексированных запросов от пользователей и выполнения бизнес-логики решаемых задач. Требование по горизонтальной масштабируемости остаётся, но не столь критично, как для серверов представления информации.

На ресурсный сервер приходит небольшое количество агрегированных сложных запросов от серверов приложений. Поэтому ресурсный сервер должен обеспечивать высокую вертикальную масштабируемость. Данное требование обусловлено еще и тем, что обычно СУБД не допускают или плохо распараллеливают работу по нескольким серверам. Таким образом, ресурсный сервер, выполняющий конкретную задачу должен быть один, что является единой точкой отказа.

Мощные ресурсные сервера могут одновременно выполнять несколько задач, распределяя между ними ресурсы. Такая консолидация приложений позволяет забрать ресурсы у одного приложения и выделить их другому в момент пиков нагрузки, которые обычно для разных приложений случаются в разное время. Консолидация приложений снижает расходы на администрирование (одним сервером проще управлять, чем несколькими), что в конечном итоге сокращает стоимость владения системой.

Основными преимуществами многоуровневой архитектуры по сравнению с традиционной двухуровневой, состоящей из клиентской части и базы данных, являются:

• · Масштабируемость. Добавление серверов представления информации и приложений значительно увеличивает масштабируемость за счет поддержки большего числа параллельных соединений с клиентами, а также за счет распределения нагрузки среди множества физических серверов.
• · Возможность модификации бизнес-логики. Многоуровневая архитектура позволяет концентрировать бизнес-логику на втором уровне и модифицировать ее, не затрагивая клиентские системы и информационные массивы.
• · Многократное использование сервисов. Однажды созданные сервисы второго уровня могут быть использованы другими приложениями. Многократное использование сервисов снижает затраты на разработку и администрирование системы.
• · Сохранение инвестиций. Первоначально в качестве вычислительных средств ЦОД могут использоваться серверы класса «рабочих групп» и младшие модели серверов «масштаба отдела». По мере роста объёма обрабатываемых данных и нагрузок на вычислительные средства необходимо установить более мощные ресурсные серверы. Старые же ресурсные серверы «продвигаются» по иерархии ближе к «переднему краю» и становятся серверами приложений. Таким образом, сохраняются инвестиции, вложенные в вычислительные средства на начальном этапе.

Система терминального доступа.

Основными серверами предоставления информации в структуре ЦОД являются сервера с терминальным доступом.

Система Терминальная доступа (СТД) (см. приложение Е) — это эффективное решение, позволяющее обеспечить предприятие производительными рабочими местами КИВС при низких затратах на аппаратное и программное обеспечение. Низкие затраты обусловлены применяемой в системе технологии. Технология заключается в следующем: все вычисления производятся на мощном удаленном компьютере (его называют терминальным сервером), а пользовательский компьютер является «удаленной консолью». Данные и команды, которые пользователь вводит (с клавиатуры, мышью), передаются на терминальный сервер, где они обрабатываются, а пользователю возвращаются лишь графические изменения в интерфейсе. Пользовательский компьютер использует только монитор, клавиатуру, мышь.

Работа в режиме терминального доступа внешне ничем не отличается от работы пользователя, сидящего за экраном и клавиатурой удаленного сервера. Кроме того, используемый протокол подключения позволяет осуществить автоматическое присоединение к серверу локальных дисков компьютера клиента и его принтеров. Пользователь имеет возможность выполнить печать результатов программы удаленного компьютера на локальном принтере.

Для передачи данных между терминалом и сервером используются различные технологии. Чаще всего это подключение по локальной сети, но можно задействовать ADSL, GPRS, 3G и т. п. В качестве терминалов могут выступать не только обычные ПК, но и специализированные устройства — тонкие клиенты. В некоторых случаях можно использовать мобильные устройства — КПК и смартфоны.

СТД легко масштабируется и интегрируется в существующие и создаваемые локальные сети, а так же дает возможность задействовать парк устаревших либо слабых компьютеров, не прибегая к дорогостоящей модернизации. Это сетевое решение позволяет построить максимально надежную, защищенную и легко управляемую IT-инфраструктуру с минимальными затратами.

СТД позволила обеспечить полномасштабное внедрение многопользовательских систем, таких как ИСПРО, Система согласования договоров, Управленческая отчетность, др.

Достоинства системы терминального доступа:

• · Снижение совокупной стоимости владения системой (ТСО) за счёт уменьшения времени обслуживания пользовательских рабочих мест, возможности быстрого восстановления вышедшего из строя рабочего места, исключения возможности потери информации, т.к. вся информация хранится на сервере. Снижение затрат достигается за счет уменьшения расходов, во-первых, на аппаратное обеспечение и, во-вторых, на установку и настройку программного обеспечения на каждой рабочей станции.
• · Безопасность хранения информации. Выход из строя терминала никогда не повлечет за собой потерю информации, т.к. вся информация хранится на сервере, обычно оборудованном специальным высоконадежным хранилищем данных;
• · Высокий уровень безопасности системы. Отсутствие дисков и дисководов существенно снижает риски утечки информации.
• · Данные по сети не передаются, так как на клиентские места передается только изображение экрана.
• · Централизованное хранение данных и настроек упрощает процедуры резервного копирования. Отпадает необходимость заботы о сохранности ценных и программ на рабочих станциях.
• · Простота администрирования. Упрощение администрирования и снижение расходов на поддержание пользователей. Пользователи не могут повлиять на стабильность работы ПО на своем рабочем месте.
• · Администрирование терминальной системы полностью централизованно. Легче контролировать и управлять используемым программным обеспечением. В терминальной системе проще контролировать пользователей и ограничить использование нежелательных ресурсов.
• · Высвобождение ресурсов, снижение загрузки сети. Снижается загрузка локальной сети, так как на терминал передаются только состояния экрана, в то время как на персональный компьютер могут передаваться значительные объемы данных, загружающие как сеть, так и компьютер. В случае нехватки вычислительных ресурсов, достаточно провести модернизацию терминального сервера, а не всего парка персональных компьютеров.
• · Ускорение многих программ, предъявляющих повышенные требования к полосе пропускания сети. Такими программами являются приложения, активно работающие с базами данных. При размещении ее серверной и клиентской частей на одной машине устраняется узкое место — пересылка данных по сети во время запроса клиентов к базе, и программы начинают работать намного быстрее.