Локальные и глобальные компьютерные сети

Локальные и распределенные базы данных

В управленческой, экономической, финансовой, правовой сферах широко используется информация, представляющая собой неструктурированную информацию (помимо структурированной информации, организованной в БД, находящихся под управлением СУБД). Информационные ресурсы представляют собой отдельные документы и отдельные массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных, других видах информационных систем). К ним относятся рукописные, печатные и электронные издания, содержащие нормативную, распорядительную, фактографическую, справочную, аналитическую и др. информацию по различным направлениям общественной деятельности (законодательство, политика, демография, социальная сфера, наука, техника, технология и т. д.).

Для однопользовательских АС характерно использование следующих баз данных:

локальные реляционные базы данных, находящиеся под управлением одной или нескольких СУБД (Microsoft Access, FoxPro и т. п.) и предназначенные для решения пользователем прикладных задач с использованием собственного или покупного специального программного обеспечения на его АРМе;

локальные базы неструктурированной информации (текстовых и табличных документов, созданных пользователем средствами Microsoft Word и Microsoft Excel, полученных по электронной почте, на машинных носителях, а также документов, полученных в результате решения пользователем прикладных задач с использованием информации реляционных баз данных), организованные и хранящиеся в виде каталогов и подкаталогов на его АРМе;

базы данных, размещенные на удаленных ПК в федеральных и международных сетях, к которым организован доступ самим пользователем со своего АРМ (если АРМ подключен к федеральным и международным сетям передачи данных).

Современные автоматизированные информационные системы представляют собой, как правило, ЛВС, подключенные к федеральным и международным сетям передачи данных. Пользователь ЛВС использует не только вышеперечисленные локальные базы данных, но и распределенные:

реляционные базы данных на сервере ЛВС, находящиеся под управлением одной или нескольких СУБД;

базы неструктурированной информации (документов, созданных и полученных разными пользователями ЛВС), организованные и хранящиеся в виде каталогов и подкаталогов на сервере ЛВС;

базы данных различных приобретенных АС, установленные в ЛВС и доступные всем пользователям сети;

базы данных, размещенные на удаленных ПК в федеральных и международных сетях, к которым организован доступ для всех пользователей ЛВС.

Значительная часть неструктурированной информации в вышеназванных базах является, как правило, гипертекстовыми и гипермедиа-документами, объединенными с помощью гиперссылок в гипертекстовые базы данных.

Для современного этапа развития информационных технологий характерно наличие разнообразных инструментальных средств и покупного специального программного обеспечения, которыми может овладеть любой пользователь, а также наличие большого количества промышленно функционирующих БД коммерческих организаций, органов государственной власти и местного самоуправления, предприятий и организаций.

Такая ситуация позволяет при создании многих АС отказаться от проектирования и разработки собственных реляционных баз данных и собственного специального программного обеспечения. Использование современных инструментальных средств позволяет пользователю самостоятельно (без помощи системного программиста) организовывать со своего АРМ доступ к различным информационным ресурсам, например, создавать каталоги нормативно-правовых актов, каталоги адресов WWW-серверов Интернета и т. п. Появление ОПО последних версий позволяет пользователю организовывать доступ к различным ресурсам АРМ и ЛВС через гиперссылки (по принципу «паутины») взамен иерархического принципа доступа (принципа «дерева»).

Технология «клиент-сервер» предполагает разделение функций обработки данных на три группы: функции ввода/вывода и отображения данных; прикладные функции, характерные для данной предметной области; функции хранения и управления данными. Каждая группа функций выполняется отдельным логическим компонентом.

Различия в реализации приложений в рамках «клиент-сервер» определяются механизмом использования и распределения между компьютерами в сети этих компонент, в соответствии с этим выделяют три подхода, реализованные в моделях:

модель доступа к удаленным данным (Remote Data Access-RDA), в которой компонент представления и прикладной компонент совмещены и выполняются на одном компьютере. Запросы к информационным ресурсам направляются по сети к удаленному компьютеру, который обрабатывает запросы и возвращает блоки данных. Эта модель является самой простой и традиционно используется в локальных вычислительных сетях, где скорость обмена достаточно высока, однако она неприемлема при работе в среде низкоскоростных каналов передачи данных. Поскольку вся логика локализована на одном компьютере, то приложение нуждается в передаче по сети большого, часто избыточного объема данных, что существенно повышает загрузку информационной системы в целом и может привести к длительному блокированию данных от других пользователей;

модель сервера базы данных (DataBase Server-DBS), которая строится в предположении, что процесс, выполняемый на компьютере-клиенте, ограничивается функциями представления, в то время как собственно прикладные функции реализованы в хранимых непосредственно в базе данных процедурах, выполняющихся на компьютере-сервере БД. Преимущества DBS-модели перед RDA заключаются в очевидном снижении сетевого трафика. Однако DBS-модель не обеспечивает требуемой эффективности использования вычислительных ресурсов в случае нескольких серверов;

модель сервера приложений (Application Server-AS), в которой процесс, выполняющийся в компьютере-клиенте, реализует функции первой группы. Прикладные функции выполняются на удаленном компьютере. Доступ к информационным ресурсам, необходимым для решения прикладных задач, обеспечивается тем же способом, что и в RDA модели. AS-модель не требует обеспечения миграции прикладных функций между серверами, что значительно облегчает администрирование системы в целом, однако, для обеспечения достаточной скорости обработки данных сервер приложений и сервер БД должны находится в одной ЛВС или быть соединены по выделенному каналу.

Компьютер-клиент и компьютер-сервер могут работать в условиях ЛВС и быть абонентами глобальной компьютерной сети, общаясь между собой по организуемому виртуальному каналу или, используя для этого (при снижении требований на реактивность системы) электронную почту.

В настоящее время существует целый ряд программных средств, как системных, так и прикладных, реализующих описанные выше модели. Стоит отметить такие пакеты, как Oraclе SQL Server и Sybase SQL Server для платформы NetWare, продукт Microsoft Windows NTSQL Server, Oracle для среды Unix, Lotus Notes. Все эти программные средства работают на различных платформах (на машинах с процессорами Intel, на RISC-серверах и станциях производства HP, DEC и т. д.), в различных операционных средах. СУБД Oracle выделяется среди прочих исключительным быстродействием, мощными сетевыми средствами и средствами межплатформенной связи. Развитые средства электронной почты пакета Oracle позволяют организовать безбумажный документооборот, совместную подготовку и обработку документов. Существует интегрированный программный продукт ORACLE 2000WG, объединяющий достоинства популярной сетевой операционной системы Novell NetWare и СУБД Oracle. В структурах управления федеральных, государственных и местных органов власти все шире применяется пакет Lotus Notes.

В зависимости от территориального расположения абонентских систем вычислительные сети можно разделить на три основных класса:

• · глобальные сети (WAN — Wide Area Network);
• · региональные сети (MAN — Metropolitan Area Network);
• · локальные сети (LAN — Local Area Network).

Глобальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные вычислительные сети позволят решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.

Региональная вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов внутри большого города, экономического региона, отдельной страны. Обычно расстояние между абонентами региональной вычислительной сети составляет десятки — сотни километров.

Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов локальной вычислительной сети. Обычно такая сеть привязана к конкретному месту. К классу локальных вычислительных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов и т. д. Протяженность такой сети можно ограничить пределами 2−2,5 км.

Они обеспечивают мощные, экономически целесообразные средства обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам. На рис. 4 приведена одна из возможных иерархий вычислительных сетей. Локальные вычислительные сети могут входить как компоненты в состав региональной сети, региональные сети — объединяться в составе глобальной сети и, наконец, глобальной сети могут также образовывать сложные структуры.

Пример Компьютерная сеть Internet является наиболее популярной глобальной сетью. В ее состав входит множество свободно соединенных сетей. Внутри каждой сети, входящей в Internet, существуют конкретная структура связи и определенная дисциплина управления. Внутри Internet структура и методы соединений между различными сетями для конкретного пользователя не имеют никакого значения.

Персональные компьютеры, ставшие в настоящее время непременным элементом любой системы управления, привели к буму в области создания локальных вычислительных сетей. Это, в свою очередь, вызвало необходимость в разработки новых информационных технологий.