Что такое сервер? Отличие сервера от рабочей станции (клиента). Основные преимущества, получаемые при сетевом объединении компьютеров. Опр

Министерство  образования Российской Федерации

Федеральное агентство  по образованию

Пензенский государственный  университет

 

 

 

 

 

Контрольная работа

по дисциплине «Работа в сети интернет»

на тему «Что такое  сервер? Отличие сервера от рабочей  станции (клиента).  
Основные преимущества, получаемые при сетевом объединении компьютеров. Определение сетевых технологий. Элементы вычислительной сети. Роль и место сетевых технологий в современном мире.

 

 

Выполнил студент  группы

12ТЗЭМ32

Сарайкина О.Н.

 

 

Проверил

Кольчугин А.Ф.

 

 

 

 

 

Пенза, 2012

 

Содержание

 

 

Введение

В настоящее время нет такого человека, пожалуй, которому ни разу не довелось работать с компьютером. Современные компьютерные технологии используются повсеместно: от обыкновенных точек розничной торговли до научных центров.

В качестве подтверждения  исследуем данные, которые опубликовал Минкомсвязи России и которые были представлены в электронной база данных ООН "MilleniumDevelopment, GoalsIndicators" в 2009 году:

Диаграмма 1. Динамика роста количества персональных компьютеров в мире  
(на 1000 человек)

 

Поэтому исследования тем, напрямую связанных  с информационными технологиями, крайне актуальны. Ни один экономист  не сможет быть высоко эффективен в  своей работе, если он не имеет даже малейшего представления о работе с компьютером.

В ходе работы над работой были использованы статистические данные Федеральной службы государственной статистики, различные учебно-методические издания, а также статьи из сети Интернет.

 

1 Серверы. Основные понятия серверов

 
Сервер (от англ. server, обслуживающий). В зависимости от предназначения существует несколько определений понятия сервер.

1. Сервер (сеть) — логический или  физический узел сети, обслуживающий  запросы к одному адресу и/или  доменному имени (смежным доменным  именам), состоящий из одного или системы аппаратных серверов, на котором выполняются один или система серверных программ.

2. Сервер (программное обеспечение)  — программное обеспечение, принимающее  запросы от клиентов (в архитектуре клиент-сервер).

3. Сервер (аппаратное обеспечение) — компьютер (или специальное компьютерное оборудование) выделенный и/или специализированный для выполнения определенных сервисных функций.

3. Сервер в информационных технологиях — программный компонент вычислительной системы, выполняющий сервисные функции по запросу клиента, предоставляя ему доступ к определённым ресурсам.

Взаимосвязь понятий. Серверное приложение (сервер) запускается на компьютере, так же называемом "сервер", при этом при рассмотрении топологии сети, такой узел называют "сервером". В общем случае может быть так, что серверное приложение запущено на обычной рабочей станции, или серверное приложение, запущенное на серверном компьютере в рамках рассматриваемой топологии выступает в роли клиента (т.е. не является сервером с точки зрения сетевой топологии).

2. Модель клиент-сервер. Клиент - серверная  система характеризуется наличием  двух взаимодействующих самостоятельных  процессов - клиента и сервера,  которые, в общем случае, могут  выполняться на разных компьютерах,  обмениваясь данными по сети. 

Процессы, реализующие  некоторую службу, например службу файловой системы или базы данных, называются серверами (servers). Процессы, запрашивающие службы у серверов путем посылки запроса и последующего ожидания ответа от сервера, называютсяклиентами (clients). По такой схеме могут быть построены системы обработки данных на основе СУБД, почтовые и другие системы. Мы будем говорить о базах данных и системах на их основе. И здесь удобнее будет не просто рассматривать клиент-серверную архитектуру, а сравнить ее с другой - файл-серверной.  
В файл-серверной системе данные хранятся на файловом сервере (например, Novell NetWare или Windows NT Server), а их обработка осуществляется на рабочих станциях, на которых, как правило, функционирует одна из, так называемых, "настольных СУБД" - Access, FoxPro, Paradox и т.п..  
Приложение на рабочей станции "отвечает за все" - за формирование пользовательского интерфейса, логическую обработку данных и за непосредственное манипулирование данными. Файловый сервер предоставляет услуги только самого низкого уровня - открытие, закрытие и модификацию файлов. Обратите внимание - файлов, а не базы данных. –

Система управления базами данных расположена на рабочей станции.  
Таким образом, непосредственным манипулированием данными занимается несколько независимых и несогласованных между собой процессов. Кроме того, для осуществления любой обработки (поиск, модификация, суммирование и т.п.) все данные необходимо передать по сети с сервера на рабочую станцию (см. рис. Сравнение файл-серверной и клиент-серверной моделей) .

 

 
Рис.1 Сравнение файл-серверной  и клиент-серверной моделей 

 
В клиент-серверной системе функционируют (как минимум) два приложения - клиент и сервер, делящие между собой те функции, которые в файл-серверной архитектуре целиком выполняет приложение на рабочей станции. Хранением и непосредственным манипулированием данными занимается сервер баз данных, в качестве которого может выступать Microsoft SQL Server, Oracle, Sybase и т.п..

Формированием пользовательского  интерфейса занимается клиент, для  построения которого можно использовать целый ряд специальных инструментов, а также большинство настольных СУБД. Логика обработки данных может выполняться как на клиенте, так и на сервере. Клиент посылает на сервер запросы, сформулированные, как правило, на языке SQL. Сервер обрабатывает эти запросы и передает клиенту результат (разумеется, клиентов может быть много). 

Таким образом, непосредственным манипулированием данными занимается один процесс. При этом, обработка данных происходит там же, где данные хранятся - на сервере, что исключает необходимость передачи больших объемов данных по сети. 

1.1 Достоинства и недостатки архитектуры клиент-сервер

 
Посмотрим на данную архитектуру с  точки зрения потребностей бизнеса. Какие же качества привносит клиент-сервер в информационную систему?  
Надежность 
Сервер баз данных осуществляет модификацию данных на основе механизма транзакций, который придает любой совокупности операций, объявленных как транзакция, следующие свойства:

• атомарность - при любых обстоятельствах будут либо выполнены все операции транзакции, либо не выполнена ни одна; целостность данных при завершении транзакции;
• независимость - транзакции, инициированные разными пользователями, не вмешиваются в дела друг друга;
• устойчивость к сбоям - после завершения транзакции, ее результаты уже не пропадут.

Механизм транзакций, поддерживаемый сервером баз данных, намного более эффективен, чем аналогичный механизм в настольных СУБД, т.к. сервер централизованно контролирует работу транзакций. Кроме того, в файл-серверной системе сбой на любой из рабочих станций может привести к потере данных и их недоступности для других рабочих станций, в то время, как в клиент-серверной системе сбой на клиенте, практически, никогда не сказывается на целостности данных и их доступности для других клиентов. 

Масштабируемость - способность  системы адаптироваться к росту  количества пользователей и объема базы данных при адекватном повышении производительности аппаратной платформы, без замены программного обеспечения. 

Общеизвестно, что возможности  настольных СУБД серьезно ограничены - это пять-семь пользователей и 30-50 Мб, соответственно. Цифры, разумеется, представляют собой некие средние значения, в конкретных случаях они могут отклоняться как в ту, так и в другую сторону. Что наиболее существенно, эти барьеры нельзя преодолеть за счет наращивания возможностей аппаратуры. 

Системы же на основе серверов баз данных могут поддерживать тысячи пользователей и сотни ГБ информации - дайте им только соответствующую аппаратную платформу. 

Сервер баз данных предоставляет мощные средства защиты данных от несанкционированного доступа, невозможные в настольных СУБД. При  этом, права доступа администрируются очень гибко - до уровня полей таблиц. Кроме того, можно вообще запретить прямое обращение к таблицам, осуществляя взаимодействие пользователя с данными через промежуточные объекты - представления и хранимые процедуры. Так что администратор может быть уверен - никакой слишком умный пользователь не прочитает то, что ему читать неположено. 

В приложении, работающем с данными, можно выделить три  логических слоя: 

• пользовательского интерфейса;
• правил логической обработки (бизнес-правил);
• управления данными (не следует только путать логические слои с физическими уровнями, о которых речь пойдет ниже).

Как уже говорилось, в файл-серверной архитектуре  все три слоя реализуются в  одном монолитном приложении, функционирующем  на рабочей станции. Поэтому изменения в любом из слоев приводят однозначно к модификации приложения и последующему обновлению его версий на рабочих станциях. 

В двухуровневом клиент-серверном  приложении, показанном на рисунке  выше, как правило, все функции  по формированию пользовательского интерфейса реализуются на клиенте, все функции по управлению данными - на сервере, а вот бизнес-правила можно реализовать как на сервере используя механизмы программирования сервера (хранимые процедуры, триггеры, представления и т.п.), так и на клиенте. 

В трехуровневом приложении появляется третий, промежуточный уровень, реализующий бизнес-правила, которые  являются наиболее часто изменяемыми  компонентами приложения (см. рис. Трехуровневая модель клиент-серверного приложения)

 
Рис.2 Трехуровневая модель клиент-серверного приложения

 
Наличие не одного, а нескольких уровней позволяет гибко и  с минимальными затратами адаптировать приложение к изменяющимся требованиям бизнеса.

Попробуем все вышеизложенное проиллюстрировать на маленьком  примере. Предположим, в некоей организации  изменились правила расчета заработной платы (бизнес-правила) и требуется  обновить соответствующее программное  обеспечение.

1) В файл-серверной  системе мы "просто" вносим  изменения в приложение и обновляем  его версии на рабочих станциях. Но это "просто" влечет за  собой максимальные трудозатраты. 

2) В двухуровневой клиент-серверной  системе, если алгоритм расчета  зарплаты реализован на сервере в виде правила расчета зарплаты, его выполняет сервер бизнес-правил, выполненный, например, в виде OLE-сервера, и мы обновим один из его объектов, ничего не меняя ни в клиентском приложении, ни на сервере баз данных. 

3. Классификация стандартных серверов 
Как правило, каждый сервер обслуживает один (или несколько схожих) протоколов и серверы можно классифицировать по типу услуг, которые они предоставляют.

Универсальные серверы — особый вид серверной программы, не предоставляющий никаких услуг самостоятельно. Вместо этого универсальные серверы предоставляют серверам услуг упрощенный интерфейс к ресурсам межпроцессного взаимодействия и/или унифицированный доступ клиентов к различным услугам. Существуют несколько видов таких серверов:

• inetd от англ. internet super-server daemon демон сервисов IP — стандартное средство UNIX-систем — программа, позволяющая писать серверы TCP/IP (и сетевых протоколов других семейств), работающие с клиентом через перенаправленные inetd потоки стандартного ввода и вывода (stdin и stdout).

• RPC от англ. Remote Procedure Call удаленный вызов процедур — система интеграции серверов в виде процедур доступных для вызова удаленным пользователем через унифицированный интерфейс. Интерфейс изобретенный Sun Microsystems для своей операционной системы (SunOS, Solaris; Unix-система), в настоящее время используетстся как в большинстве Unix-систем, так и в Windows.

• Прикладные клиент-серверные технологии Windows:

 (D-) COM (англ. (Distributed) Component Object Model — модель составных объектов) и др. — Позволяет одним программам выполнять операции над объектами данных используя процедуры других программ. Изначально данная технология предназначена для их «внедрения и связывания объектов» (OLE англ. Object Linking and Embedding), но, в общем, позволяет писать широкий спектр различных прикладных серверов. COM работает только в пределах одного компьютера, DCOM доступна удаленно через RPC.

• Active-X — Расширение COM и DCOM для создания мультимедиа-приложений.

Универсальные серверы часто используются для написания всевозможных информационных серверов, серверов, которым не нужна какая-то специфическая работа с сетью, серверов, не имеющих никаких задач, кроме обслуживания клиентов. Например, в роли серверов для inetd могут выступать обычные консольные программы и скрипты. 
Большинство внутренних и сетевых специфических серверов Windows работают через универсальные серверы (RPC, (D-)COM). 
Сетевые службы обеспечивают функционирование сети, например серверы DHCP и BOOTP обеспечивают стартовую инициализацию серверов и рабочих станций, DNS — трансляцию имен в адреса и наоборот. 
Серверы туннелирования (например, различные VPN-серверы) и прокси-серверы обеспечивают связь с сетью, недоступной роутингом. 
 
Серверы AAA и Radius обеспечивают в сети единую аутентификацию, авторизацию и ведение логов доступа. 
Информационные службы. К информационным службам можно отнести как простейшие серверы сообщающие информацию о хосте (time, daytime, motd), пользователях (finger, ident), так и серверы для мониторинга, например SNMP. Большинство информационных служб работают через универсальные серверы. 
Особым видом информационных служб являются серверы синхронизации времени — NTP кроме информировании клиента о точном времени NTP-сервер периодически опрашивает несколько других серверов на предмет коррекции собственного времени. Кроме коррекции времени анализируется и корректируется скорость хода системных часов. Коррекция времени осуществляется ускорением или замедлением хода системных часов (в зависимости от направления коррекции), чтобы избежать проблем возможных при простой перестановке времени. 
Файл-серверы представляют собой серверы для обеспечения доступа к файлам на диске сервера.