1

МОДУЛ 12

Компютърни мрежи

Тема 1. Въведение в компютърните мрежи

1.1. Същност на компютърните мрежи .Основни понятия

Компютърните мрежи включват множество компютри, които споделят общи информационни

ресурси. Те се изграждат на база конкретна архитектура и се класифицират според определени признаци.

Компютърните мрежи стоят в основата на съвременната обществена ифраструктура и са главно средство при реализиране на петата информационна револючия.

Без компютърните мрежи, днес нямаше да говорим за информатизация и информационно

общество. Всички съвременни глобални приложения активно използват компютърни мрежи.

Основни понятия

Компютърна мрежа (Computer NetWork, net - мрежа, и work - работа) - система за обмен на

данни между множество компютри.

Основна цел: осигуряване потребителите с потенциалната възможност за достъп до локалните

ресурси на всички компютри в мрежата.

Информационна мрежа - компютърна мрежа, предназначена за съхранение и предаване на

данни, с цел решаване конкретни задачи на потребителите.

2

Терминална система (Client - абонатна система, мрежова станция, мрежов компютър и

т.н.) - система, която се явява източник или потребител на информация.

Видове терминални системи:

Терминал - крайно устройство, за дистанционно въвеждане на данни или извеждане

на необходима за потребителя информация.

Работна станция - създадена за работа на специалисти (програмист, администратор

и т.н.).

Локална мрежа - група свързани компютри, обслужващи една организация.

Режими на работа

Автономен режим (Off line) - системата е изключена от мрежата.

Диалогов режим ( On line) - системата е включена в мрежата и е готова да приема

или предава данни.

Комуникационна мрежа (транспортна мрежа, мрежа за предаване на данни) - мрежа,

основна задача на която се явява предаването на данни. На база една комуникационна мрежа

могат да се създадат няколко информационни мрежи.

Административна система (център за управление) - предназначена е за управление

функционирането на информационната мрежа.

Мрежова архитектура

Пълното множество от хардуер, софтуер и стандарти за свързване, които определят дизайна на

една мрежа.

1.2. Развитие на компютърните мрежи

Основна цел

Търсене на усъвършенствани мрежови технологии, които да преодолеят днешните ограничения на Интернет, както и създаване на нова структура, достойна за бъдещето.

Изисквания към новата структура

Високоскоростен пренос на данни Съвместна работа в реално време. Съвместно ползване на данни.

Гаранции за качеството на предлаганите услуги

3

Задачи

Отстраняване на тесните места в пропускателната способност. Създаване на по-добра технология за аудио- и видео- обмен Създаване на истински възможности за съвместно ползване на данни. Достъп по всяко време и без езикови и други ограничения на всички, които искат да

ползват услугите на мрежата. Задоволяване на нарастващите изисквания към предлаганите услуги с гарантиране на

качеството им.. Създаване на глобални законодателни принципи, осигуряващи свобода на словото, защита

на интелектуалната собственост и развитието на пазарната икономика. Сигурност на съхраняваната и предавана информация. Защита на личния живот и

транзакциите на потребителите от хакерски атаки. Създаване на защитено пространство за подрастващите. Отговорно, с внимание и предпазливост ползване на огромните възможности, които дава

мрежовата среда. Опростен интерфейс, който може да се ползва от всеки човек.

4

к.

Ново поколение мрежи Високо интелектуални глобални мрежи за поддръжка на приложения, основани на

последните достижения на компютърните технологии. Глобалните мрежи трябва са достатъчно интелектуални, за да поддържат ниво на

обслужване, което сега се реализира в корпоративните мрежи. Осигуряване на консолидирани IP мрежи, които ще доставят най-новите услуги до всяка

точка на света. Функционална схема на мрежа от новото поколение

5

Хардуер - апаратните средства, които осигуряват достъпа до мрежата (терминали),

нейното обслужване (сървъри) и транспортирането на данните ( мрежови устройства ).

Софтуер - мрежови програмни средства, осигуряващи ефективното функциониране на

мрежата и нейните приложения.

Мрежова операционна система - системният софтуер на една мрежа, който интегрира

компонентите на мрежовия хардуер. Създава и поддържа връзката между сървъра и

работните станции. Обикновено се състои от две части: софтуер за сървъра и за работната

станция (клиента).

Мрежови приложни програми - програми на потребителите, които обслужват конкретни

задачи.

Мрежови системни програми

Увеличат ефективността на работа на мрежата.

Следят за експлоатацията на мрежата.

Поддържат списъци на потребителите, техните пароли, права и т.н.

Мрежов протокол - унифицирани споразумения, еднозначно определящи правилата на

включване на компютърно и телекомуникационно оборудване от различен тип към мрежите за

общо ползване и осигуряващи информационен обмен между абонати с различно интелектуално

ниво, даже в тези случаи, когато те ползват разнотипни технически средства и програмно осигу-

ряване. Тези съглашения се базират на концепцията за отворени системи.

Мрежова топология - геометрично подреждане на елементите и кабелните връзки в

една мрежа.

6

Тема 2. Класификация на компютърните мрежи

2.1. Обща класификация

2.1.1. Класификация според обхвата

Компютърна мрежа, която обслужва една организация и е разположена в една сграда.

MAN (Metropolitan Area Network) Компютърна мрежа, която обхваща територия на едно населено място или голяма сграда с много

разположени в нея организации.

WAN (Wide Area Network) Компютърна мрежа, която използва високоскоростни, далечни комуникации или спътници, за да

свърже компютри, намиращи се в различни географски точки.

7

SAN (Storage Area Network) Мрежа за съхранение на данни, която се използва за свързване на големи масиви от данни към

групирани сървъри.

2.1.2. Класификация според използваната Интернет технология

Интернет

Интегрирана световна мрежа, базирана на използване на Интернет протоколи.

Частна корпоративна мрежа, в която се използват продукти и технологии от Интернет.

8

Екстранет

Интранет мрежа, която е ―отворена за приятели‖ - партньори и клиенти.

2.1.3. Класификация според собствеността

А/ Обществена

Открита за ползване от всички потребители мрежа. Може да обхваща даден регион, държава или

целия свят.

Примери: Интернет, мобилни радиомрежи по стандарта GSM, мрежи за кабелна телевизия и т.н.

Б/ Корпоративна

Затворена мрежа, която се ползва само от служители на корпорацията.

Примери: Информационни мрежи на банки, университети, производствени корпорации и т.н.

9

В/ Домашна

Свързани в мрежа уреди с вградени компютри, които формират инфраструктурата на дома.

2.1.4. Класификация според типа

А/ Хетерогенна мрежа

Мрежа, в която работят разнотипни системи от различни производители.

Примери: Кабелна мрежа и локални мрежи.

Б/ Хомогенна мрежа

Мрежа, в която работят системи от един и същ тип

Пример: Две локални мрежи Етернет..

В/ Универсални

Реализират разнообразни приложни процеси.

Пример: Корпоративна мрежа – счетоводство, снабдяване, продажби, производство и т.н.

Специализирани

Реализират еднотипни приложни процеси.

Пример: Клоновете на една и съща банка работят с еднотипни приложения.

10

2.2. Класификация според архитектурата на

мрежата

2.2.1. Архитектура терминал -- главен компютър

Концепция за информационна мрежа, в която цялата обработка на данни се осъществява от един

или група големи компютри.

При тази архитектура са налице два типа крайно оборудване за данни:

Главен компютър - осъществява съхранение и обработка на данните, маршрутизацията

им в мрежата и управление на мрежата.

Терминал - изпълнява следните задачи:

Предаване задание на главния компютър.

Въвеждане в главния компютър на данните необходими за изпълнението на заданието.

Получаване и визуализиране на резултатите от изпълненото задание.

Връзката между двете устройства се реализира чрез мултиплексор, а на по късен етап - процесор

за телеобработка на данни.

11

Класически пример на тази архитектура се явява системната мрежова архитектура SNA на IBM.

Фази на развитие:

Обединяване на главните компютри

Заместване на мултиплексора с комуникационен процесор.

Заменяни на терминалите с персонални компютри.

Прехвърляне на част от функциите на главния компютър на терминалите.

Поемане на задачите по комутация и маршрутизация от възли за комутация.

Постепенно преминаване към архитектурата клиент-сървър.

2.2.2. Еднорангова архитектура

Концепция за информационна мрежа, в която всеки компютър може да предоставя и да ползва

ресурси. Известна е още като файл сървърна архитектура Всички компютри са равно поставени

Всеки компютър работи като сървър и като клиент, като няма администратор, който да отговаря

за цялата мрежа. Потребителите сами определят какви данни да поделят в мрежата. Подходящи

са за мрежи с до 10 компютъра.

Архитектурата реализира разпределена обработка на данните като осигурява:

Възможност за включване на мрежата към по-голяма с архитектура клиент-сървър. Работа с електронна поща. Отдалечен достъп до себеподобна мрежа. Архивиране. Организация на телеконференции.

Предимства:

Ниска стойност; Проста експлоатация; Добра взаимовръзка между група потребители. Мащабируемост - с лекота се разширява.

Проблем

Често някои абонати се изключват от мрежата, при което изчезват услугите, които те

предоставят.

12

2.2.3. Архитектура клиент-сървър

Концепция за организация на мрежата, в която основна част от ресурсите е съсредоточена в

сървъри, обслужващи клиентите си.

От названието на архитектурата е видно, че основно мрежата се състои от два типа

взаимодействащи компоненти, всеки от които се явява комплекс от взаимосвързани потребителски програми - сървъри и клиенти.

Сървъри - предоставят ресурси (база данни, файлове, памет и др.), необходими на много

потребители.

Клиенти - използват тези ресурси и предоставят на потребителите необходимата им информация, чрез удобен потребителски интерфейс.

Предоставяни от сървъра услуги:

Файлови услуги Дискови услуги Приложни услуги Услуги за печат Мрежови услуги Услуги за безопасност

В съвременните клиент-сървър архитектури работят четири групи обекти:

Клиенти - програма, разположена в терминалната система. Сървър - програма, разположена в специализиран, среден клас компютър. Данни - основно се съхраняват в сървъра. Мрежови служби - съвместно използвани програми, които взаимодействат с клиентите,

сървърите и данните. Те управляват процедурите по обработка на данни.

Развитие

Архитектура на две нива - клиентите изпълняват прости операции по обработка на

данни и се обръщат към сървъра със запитвания. Голяма част от задачите се обработват от

сървъра, като за целта той ползва база данни.

13

Архитектура на три нива - при нея се използват сървър за приложения и сървър за бази

данни. Това рязко увеличава производителността.

Архитектура "всеки" клиент-сървър - дава възможност клиенти разработени от различни производители да

работят с един сървър. При тази архитектура ОС трябва да удовлетворява следните изисквания: Намаляване броя на функциите, изпълнявани от клиента, за сметка на функциите на сървъра. Осигуряване динамично инсталиране на приложните програми от сървъра в средата на клиента. Предоставяне на администраторите, възможността за управление на клиенти от различни типове.

Архитектура клиент-мрежа - обслужващите функции на мрежата се поемат от няколко сървъра.

Разпределянето на задачите между множество сървъри, позволява мрежата да работи много по-ефективно.

2.2.4. Архитектура компютър-мрежа

Концепция, в която основна част от ресурсите е съсредоточена в мрежата обслужваща

компютрите.

Тази архитектура е подобна на архитектурата терминал-главен компютър, с тази разлика, че се

размива границата между двете системи и мрежата с всичките си ресурси, играе ролята на главния компютър.

14

В архитектурата взаимодействат два обекта:

Мрежов компютър - терминална система, с опростена структура, изпълняваща ограничен

брой функции по взаимодействие с мрежата. Мрежа - интегрирани мрежи, където се съхраняват необходимите за мрежовия компютър

програми и данни.

2.3. Класификация според принципа на изграждане

2.3.1. Изкуствени невронни мрежи

Невронна мрежа - образувана от взаимодействието на нервни клетки или на моделиращи

тяхното поведение компоненти.

Неврон - нервна клетка, на която се базира мисловната дейност на човека.

Свойства на неврона:

Уникалност - всеки неврон е уникален. Взаимообвързаност - невронът е свързан със съседите си чрез верига от връзки, които в

рамките на общата система са неповторими.

Изкуствени невронни мрежи - мрежи, построени по аналогия на естествените невронни

мрежи, компонентите на които са специални елементи, базирани на микропроцесори (невронни процесори).

Възможности:

Създаване на изкуствен интелект - на база клас алгоритми, осигуряващи решаване на

задачи по подобие на човешкия мозък. Намиране решения на сложни проблеми, на базата на "интуиция". Автоматично конфигуриране и самообучение - чрез постепенно изменение стойностите на

коефициентите за тежест на компонентите на мрежата с цел намаляване на грешката в

изходящия от мрежата сигнал. Сигналът за грешка се подава чрез обратна връзка на входа

на системата.

15

Голямо бързодействие - обработката на информация се реализира от множество компоненти, работещи паралелно.

Приложения:

Разпознаване на образи. Обработка на реч. Управление на роботизирани комплекси. Автоматизация на проектирането. Управление риска при предоставяне на кредити. Предсказване ситуации на фондовия пазар и т.н.

Фази на развитие на идеята:

1958 година - психологът Франк Розенблат създава първата в света изкуствена невронна

мрежа, наречена Perceptron. Предназначението и е да моделира как човешкият мозък

обработва визуална информация. 60-те години - създаване на невронни мрежи с цел изучаване на познавателната

способност на хората. 80-те години - относително масово използване на изкуствени невронни мрежи за най-

разнообразни цели. 1994 година - започва масово производство на невронни компютри. Първи в Европа тези

компютри се произвеждат от Siemens-Nixdorf.

2.3.2. Виртуална мрежа

Мрежа, в която се видоизменят характеристиките на реалната мрежа, на нейната физическа

същност и структура. Виртуалният характер на мрежата се реализира чрез програмното и осигуряване.

Възможности:

Оперативно създаване в мрежите на изолирани от другите потребителски работни групи. Облекчаване процедурите по обработка на обектите в мрежата. Оперативно сменяне на ролите - клиент и сървър. Осигуряване безопасност на данните, чрез локализация на трафика в рамките на

изолираната група.

Реализация:

В една комуникационна мрежа се вграждат интелектуални (комутационни възли, концентратори,

комутатори и т.н.), които в съответствие с указанията на административната система създават логически канали, образувайки по този начин затворена за другите абонати виртуална мрежа.

Виртуална технология - гъвкава технология, която позволява многократно и динамично

да се променя броя, състава и структурата на виртуалните мрежи. За целта е създаден специализиран графичен интерфейс.

16

Тема 3. Мрежова архитектура

3.1. Определение

Мрежова архитектура - пълното множество от мрежови компоненти, и стандарти за свързване,

които определят дизайна на една мрежа.

3.2. Мрежови модели

3.2.1. Функционален модел на мрежата

17

Състои се от три основни компонента:

Приложни процеси Процесите, които реализират конкретни задачи на потребителите. Област на взаимодействие Йерархическа група функционални блокове, осигуряващи работоспособността на мрежата. Те

прокарват в мрежата логически канали(пунктираната линия) между портовете на приложните

процеси. Физически средства за съединение Устройства, които осигуряват физическата връзка между отделните елементи на мрежата.

3.2.2. Логически модел на мрежата

Включва система от протоколи и логически структури, необходими за функционирането на

мрежата.

Модул за обработка на информацията МОИ Осигурява съхранение, търсене и обработка на информацията. Терминален модул ТМ Устройство за отдалечен достъп до мрежата. Осигурява достъп до ресурсите на мрежата и

преобразуване на получения ресурс в удобна за потребителя форма. Комуникационен модул КМ Осигурява локална или отдалечена връзка между ТМ и МОИ или само между ТМ.

3.2.3. Физически модел на мрежата

18

Базова мрежа за обмен на данни Ядрото на една компютърна мрежа, което обединява в едно цяло отделните компютри,

обезпечавайки тяхното взаимодействие на базата на единна мрежова архитектура, реализирана

чрез мрежови протоколи.

Магистрална мрежа за обмен на данни Възлите за комутация и съединяващата ги между възлова мрежа от магистрални канали за

връзка. Устройства за мрежов достъп /мрежови адаптери/ Устройства, които преобразуват интерфейса на компютъра към интерфейса на базовата мрежа. Абонатни комплекси Компютрите и терминалите, непосредствено изпълняващи мрежови функции в интерес на

потребителите. Разположени са извън базовата мрежа и взаимодействат с нея с правата на нейни

абонати. За целта използват както системата от протоколи на базовата мрежа, така и

допълващата я система от протоколи на абонатно ниво.

Тема 4. Управление на мрежите

4.1.Предназначение на управлението на мрежите

19

Процес, осигуряващ функциониране на информационната мрежа.

Управлението на мрежата следва да се разглежда като множество от функции, които:

Се реализират от компютрите на мрежата; Се изпълняват в зависимост от конкретните условия; Правят ефективна и надеждна работата на мрежата;

Управлението трябва да осигурява на администраторите на ресурсите на мрежата възможност да

планират, организират, наблюдават, управляват и да водят отчет за процесите протичащи в мрежата, както и да осигуряват защита на информацията.

Управлението на мрежата може да се представи като съвкупност от процеси за управление, всеки

от които може да бъде съсредоточен в една мрежа или разпределен в няколко мрежи.

Управляващите процеси обменят информация помежду си с помощта на протоколи за управление.

4.2. Основни функции на управлението на мрежите

Управление на конфигурациите

Съвкупност от средства, осигуряващи непрекъснато функциониране на службите за

взаимодействие на информационната мрежа, в следните направления:

Събиране и обработка на сведения за фактическото състояние на мрежата и нейните

компоненти.

Регистрация на обектите на мрежата и тяхната настройка.

Включване и изключване обекти на мрежата.

Приемане на запитвания и издаване на справки за конкретни обекти или група обекти.

Присвояване имена на управляваните обекти.

Създаване и модификация на отношения между обектите.

Промяна състоянието на обектите.

Управление производителността и топологията на мрежата.

Динамично поддържа работещата конфигурация.

Управление на отказите

Съвкупност от средства, позволяващи да се откриват, локализират и коригират ненормални

ситуации в работата на мрежата. Има за задача да локализира и коригира появила се грешка,

което да доведе до нормална работа.

Задачата се решава чрез обхождане на обектите, проверка на ситуацията за възникване на

грешка и издаване на съобщение за отказ в текстов или графичен режим. Протичат следните

процеси:

Регистрация на грешката.

Приемане и обработка на съобщение за открита грешка.

Трасировка на отказите, възникнали вследствие на грешката.

Изпълнение на последователност от диагностични тестове.

Отстраняване на грешката.

Фиксират всички откази в специален файл.

Управление на безопасността

Средства, осигуряващи безопасността на данните и ресурсите на мрежата, с цел:

Осъществяване на шифриране и управление на ключовете за дешифриране.

Регистрация на пароли.

Определя правата за достъп и манипулации с данните

Идентификация на потребителите,

Обслужване и анализ на файловете за безопасност

Регистрира и проверява събитията, свързани с неправомерен достъп до данните

Защита от компютърни вируси и фиксиране случаи на появата им.

Управление на трафика

Съвкупност от средства необходими за ефективно и икономично предаване на данни.

Осигуряване на безпроблемно доставяне на блоковете данни.

Осъществява проверка на натоварването на каналите и производителността на мрежата.

20

Управлява опашките, което позволява съкращаване на времето за отговор и избягване на

безизходни ситуации.

Управление на отчетите

Съвкупност от средства, събиращи статистическа информация за:

Работата на мрежата;

Използване на ресурсите и;

Определяне цената за използване на мрежата.

Управление ефективността

Събира статистически данни за функционирането на ресурсите на мрежата.

Отчита промените в състоянието на системата.

Подпомага планирането и анализа на използване на ресурсите на мрежата..

Тема 5. Мрежови технологии

5.1. Архитектурни решения

5.1.1. Архитектура файл -- сървър

Предназначение Използването на специализирани файл-сървъри все още се явява най-разпространената

архитектура, използвана в малки информационни системи. Това се обуславя от:

Наличието на голямо количество РС от различно ниво; Сравнително евтиното свързване на РС в локални мрежи. Възможността да се реализират информационни системи от не много опитни в

областта на системното програмиране разработчици.

21

Характерни особености:

Съхранява се автономността на приложното и в голяма част на системното

програмно осигуряване; Компонентите на информационната система взаимодействат на база на общо

хранилище на файлове, разположено на файл-сървъра. Във всяко РС се дублират не само приложните програми, но и средствата за

управление на базите данни. Файл-сървърът представлява PC с разширена дискова памет, използвана от всички

абонати на мрежата

Предимства

Използване на познатата и удобна среда на Windows ХХ Наличие на прости за използване средства за разработка на база данни и

съответните приложения.

Сървър за бази данни Програмно осигуряване привързано към съответната база данни и съществуващо независимо от

съответните потребителски приложения и изпълнявано на отделно РС. Интерфейсът на сървърите за бази данни е базиран на езика за създаване на заявки към

базите данни SQL като:

От клиента към сървъра основно се изпращат оператори на езика SQL; От сървъра към клиента – резултатите от изпълнението на операторите.

5.1.2. Архитектура клиент – сървър

Основни принципи Услугите в мрежата се поддържат от два процеса в две точки на мрежата, които си

комуникират чрез възлите между тях. Сървър - процесът във възела предоставящ услугата.

22

Клиент - процесът във възела потребител на услугата.

Между двата процеса информацията протича през няколко слоя, свързани по строго специфични

интерфейси, под управление на специфичен мрежов протокол.

Модели на системата клиент/сървър

Първо поколение клиент/сървър системи (двуслоен модел) Базира се на концепцията за клиент с богата функционалност. Целият код на приложението се намира върху работната станция (персонален или

мрежов компютър ). Върху сървъра се инсталира само системата за управление на базата данни (СУБД). Достъпът до базата данни е чрез езика SQL - заявки, изпращани по мрежата от

клиентите към сървъра. Отговорите на заявките също се връщат по мрежата. Проблемите, с които се сблъскват разработчиците при този вариант са контролът на версиите и

конфигуриране на системите.

Второ поколение клиент/сървър системи (трислоен модел) Проблем Контрол на версиите при двуслойния модел Причина Всяка промяна в софтуера налага инсталирането на нов код върху

стотици или дори хиляди РС свързани към корпоративната

информационна система. Системните администратори трябва да следят дали върху

различните платформи е инсталирана една и съща версия на

софтуерните модули. Анализ Потребителския интерфейс и модела на данните

рядко търпят изменения. Бизнес правилата и бизнес логиката се променят

постоянно. Решение Приложението се разделя на три компонента -

23

интерфейс, приложна част и данни. Променливата бизнес логика се управлява от отделен сървър за

приложения. Така модификациите в софтуера се извършват без да

се налага инсталиране на нов код върху множеството РС. Предимство Въвеждането на приложно ниво като мост между графичния

интерфейс на клиента и базата данни върху сървъра намалява

стойността и сложността на поддръжката на софтуера. Схема Проблем Производителността на системата намалява значително при

нарастване броя на потребителите и обема на транзакциите. Причина Постоянния обмен на множество малки съобщения между

графичния интерфейс на клиента и СУБД върху сървъра. Повечето

локални мрежи са базирани на обща шина и конкурентен метод за

достъп. При нарастване броя на потребителите нараства: броя на съобщенията които трябва да се обменят; времето през което приложението чака в опашката за

достъп до мрежовите.

Решение1 Решение 2

Намаляване броя на съобщенията обменяни по мрежата.

Постига се чрез обединяване в една машина сървърът за

приложения и сървърът за бази данни. Между сървърите и клиентите се включва комутатор, който

разпределя честотната лента така, че да не се получават колизии.

Схема

Концентратор Комутатор

Сървър за данни

Сървър за

приложения

5.1.3. Интернет архитектури

Развитието на Интернет услугите по естествен път оказа въздействие върху развитието на

корпоративните информационни системи, чрез създаването на направление известно под

названието Intranet. Intranet система - корпоративна система, в която се използват методите и средствата на

Интернет. Видове Интранет системи

Локална, изолирана от Internet, Виртуална корпоративна мрежа, интегрирана в Интернет. В този случай са особено

важни средствата за защита на информацията от несанкциониран достъп

Intranet система с използване средства на WWW

Причини за използване на WWW

24

Използването на езика HTML позволява сравнително лесно да се разработи удобна

за използване структура, която ще се обслужва от един от стандартните Web сървъри. Възможността да се използва браузър избавя от необходимостта да се създава

интерфейс с потребителя, като му предоставя удобни и развити механизми за достъп до информация.

Предимства

Проста организация; Удобно използване; Стандартен интерфейс и т.н

Ограничения

Информационната система не предоставя възможност за обработка на данни, а само

разглеждане на информация. Хипертекстовите структури трудно се модифицират. За да се промени съдържанието

на Web сървъра е необходимо да са преустанови работата му и внесат необходимите

промени. Не винаги търсенето на информация чрез хипервръзки, дава необходимите

резултати. Понякога базата данни е наистина незаменима.

Извикване на външна процедура от Web-сървъра

Изброените ограничения, могат да бъдат преодолени с помощта на по-развити механизми

на Web технологията. За това могат да се използват два подхода:

CGI (Common Gateway Interface) – по-надежден но по-малко ефективен. Външната

програма се изпълнява в отделно адресно пространство. API (Application Programming Interface) - външните процедури се комплектуват

съвместно със стандартната част на Web сървъра.

И двата подхода се базират на наличие в езика HTML специални конструкции,

информиращи клиента-браузър, че трябва да изпрати на Web сървъра специално съобщение, при

получаването на което сървърът извиква съответната процедура, получава резултата и го връща на клиента в стандартен HTTP формат.

Подходът широко се използва за получаване унифициран достъп до бази данни в Intranet-

системите. В този случай външната процедура играе роля на шлюз между Web-сървъра и сървъра

за бази данни.

25

Връзка със сървър за база данни чрез Java аплети Java - интерпретируем обектно-ориентиран език за програмиране, създаден на база езика Си++. Мобилните кодове (аплети), получени в резултат на компилация на Java-програми, могат да бъдат

привързани към HTML-документ.

В този случай те постъпват при клиента заедно с документа и се изпълняват или автоматично или

по указание. Аплетът може да бъде специализиран за работа със сървъра за бази данни или за работа с друг

сървър.

5.1.4. Интегрирана информационна система

Задачи

Разработка на платформи, способни да обезпечат работата на голям брой потребители;

Поддръжка на средства за комуникация, промишлени стандарти за обмен на данни и

протоколи за взаимодействие на компонентите;

Интеграция на съществуващите разработки в единна система. Изисква концептуални

промени в модела на ИС за осигуряване на свързани бизнес процеси, единен

потребителски интерфейс и общо информационно пространство.

Фактори

Организационна структура;

Наличие на самостоятелни подразделения;

Метод за приемане на решения;

Регламент за изпълнение на решения;

Контрол за изпълнение на задания;

Политика за определяне правата за достъп;

Функции и задължения на всяко работно място.

Тенденция

От отделните компоненти се комбинират подсистеми, изпълняващи логически завършени цикли от

бизнес процесите.

Управлявайки динамичните процеси може оперативно да се управлява организация с минимална

зависимост от нейната организационна и щатна структура, номенклатурата на продукцията и

асортимента на стоките, както и от други фактори и променливи в съвременната икономика. За

целта е необходимо да се осигури информационно осигуряване на хоризонталните и вертикални

бизнес процеси на различни нива на управление на организацията: стратегическо, тактическо и

оперативно.

Архитектура

При построяване модел на интегрирана система за управление е необходимо компанията да се

разглежда като съвкупност от трудови, финансови, материални и информационни ресурси,

участващи в бизнес процеси за достигане на бизнес целите и бизнес задачите.

Фундамент

Корпоративна мрежа, обединяваща локалните мрежи на подразделенията и обезпечаваща достъп

на сътрудници и партньори до ИИС чрез Интернет.

26

Програмна платформа Операционна система, сървъри на приложения, Web-сървъри, СУБД, хранилища на документи,

OLAP-средства, хранилища и витрини за данни, и т.н.

Ядро

Система за управление на процесите и документооборота, интегрираща функционалните

подсистеми.

Аналитичен инструментариум за опериране с данните на всички подсистеми, подпомагащ

решаването на стратегически и тактически задачи.

Потребителски интерфейс

Web-портал, осигуряващ взаимодействие на потребителите със всички компоненти на системата.

5.2. Системен мрежови софтуер

Microsoft МРЕЖОВИ ОПЕРАЦИОННИ СИСТЕМИ

Windows NT — линия операционни системи, производство корпорации Microsoft.

В началото се развива отделно от линията настолни ОС Windows 9x и на пазара се предлага като решение за работни станции (Windows NT Workstation) и сървъри (Windows NT Server).

Windows NT дава началото на линия операционных систем, в които влизат Windows 2000, Windows XP и Windows Server 2003.

27

Windows NT 4.0 — последна версия на линията NT мрежови ОС. Тя все още е подходяща за

сламнително малки организации – офис, малка фирма, гражданска организация.

Windows 2000.

Windows 2000 се явява най-популярната Операционна система на Microsoft в корпоративния

сектор.

Към сървърните ОС на това семейство се отнасят:

Windows 2000 Server — универсална мрежова ОС за съ сървъри на работни групи и отдели.

Windows 2000 Advanced Server — ОС за работа с бизнес приложения и приложения за

електронна търговия.

Windows 2000 Datacenter Server — ОС за най-отговорните приложения по обработка на

данни.

Windows 2000 Advanced Server - поддържа клъстъризация и баланс на натоварването, което

осигурява работата на мащабируеми приложения с непрекъснат достъп до данните.

Windows 2000 Datacenter Server – поддържа симетрична мултипроцесорна обработка с

използване до 32 процесора и 64 GB оперативна памет.

Windows Server 2003

Към сървирните ОС на това семейство се отнасят:

Windows Server 2003 Web Edition — ОС за поддръжка на Web-приложения и Web-сервизи,

включително и приложения ASP .NET (Active Server Pages);

Windows Server 2003 Standard Edition — мрежова ОС за изпълнение сървърната част на

бизнес решения, предназначена за използване в малки организации.

Поддържа до 4 GB оперативна памят и симетрична многопроцесорна обработка с използване на

два процесора.

Windows Server 2003 Enterprise Edition — предназначена за средни и големи организации.

Тя поддържа сървъри на база 64-разрядни процесори (до восем броя) и обем на оперативната

памет до 64 GB ;

Windows Server 2003 Datacenter Edition — предназначена е за създаване на критически

важни решения с високи изисквания за мащабируемост и достъпност.

В ОС е реализована поддръжка на мулти процесорна обработка. Работи с 32- и 64-разрядни

платформи.

UNIX МРЕЖОВИ ОПЕРАЦИОННИ СИСТЕМИ

Solaris (Sun Microsystems)

Явява се една от най разпространението търговски версии на UNIX.

Характеристики

Притежава развити средства за мрежово взаимодействие;

Използва се при разработка на корпоративни решения;

Вградена съвместимост с Linux.

Изключително мощна ОС.

Пример: ОС Solaris 9 поддържа:

* До 1 млн. работещи процеса;

* До 128 процесора в една система;

* До 848 процесора в клъстър;

* До 576 GB физическа оперативна памет;

* До 252 ТВ, размер на файлова система.

28

AIX (IBM).

AIX се явява UNIX версия на IBM, предназначена за използване в сървърите на IBM @server

pSeries и RS/6000.

Характеристики

Съвместимост с Linux.

64-разрядни ядра, драйвери за устройства и среда за изпълнение на приложения;

Удобни средства за администриране;

Развити средства за мрежова поддръжка.

Поддържа:

* До 256 GB оперативна памет;

* До 1 ТВ обем на файлове;

* До 32 компютъра на клъстер.

Linux

Операционната система Linux е нетърговски продукт от категорията Open Source за платформа

Intel.

Явява се една от най-перспективните мрежови операционни системи.

Списъкът на сървърните продукти включва Web-съръер, Apache, сървърни СУБД и сървъри за

приложения, практически от всички производители.

КОНЦЕПЦИЯ MICROSOFT.NET Явява се начало на нов етап в развитието на информационните системи и Интернет. Той е

свързан с развитието на разпределени компютърни системи. Изисквания

Web служби – всички компоненти на системата трябва да бъдат реализирани във вид на

Web служби. Това се отнася, както към програмното осигуряване, така и мрежовите ресурси (хранилища за данни и други);

Обединяване и интеграция – наличие на прости и удобни начини за обединяване и интеграция на Web службите;

Простота и удобство – наличие на проста и удобна работна среда за крайните

потребители.

Основни функции Microsoft .NET организира работата на разнообразни програмни приложения, които:

Се доставят на потребителите като сервизи; Взаимодействат помежду си в съответствие с конкретните потребности на бизнеса. Работят с различни устройства – от високопроизводителен клъстър до мобилен

телефон; Притежават разбираем и адаптиран към съответните потребители интерфейс.

Основни компоненти

Microsoft.NET включва: Средства за разработка Осигурява бързо и сравнително лесно създаване на Web служби. Системата .NET Framework и инструменталните средства Visual Studio .NET осигуряват средства,

инструменти, спецификации и информационни материали за създаване и съпровождане на

гъвкави, надеждни и мащабируеми приложения.

29

Семейство корпоративни .NET сървъри Набор от корпоративни сървъри, създадени, за да облекчат използването и интеграцията на

широк кръг сервизи, базирани на Web стандарти и технологии. Чрез тях се реализират

съвременни интегрирани архитектури на информационни системи. Осигуряват мащабируемост,

висока производителност, надеждност и безопасност. Сървърните системи условно могат да се разделят на две категории:

1. Добре известни на потребителите продукти - Windows 2000, SQL Server 2000

и Exchange 2000, които осигуряват базовите средства за работа на Web службите. Чрез

използване на езика XML се реализира интеграция на Web службите.

2. Специални сървърни системи (такива като BizTalk Server), които осигуряват ефективни и

универсални възможности за управление на бизнес процеси и интеграция на разнородни

среди.

Службите – „строителни блокчета”

Службите.NET се явяват се типови „строителни блокчета‖ (Building Block Services)

позволяващи при изграждане на сервизи в конкретни системи да се използват готови решения

(авторизация, персонализация и т.н ), което значително намалява времето и средствата,

необходими за разработка и внедряване.

Програмно осигуряване за устройства Осигурява се възможност на различни устройства (персонални компютри, телефони и други) за

достъп до Интернет, връзка с .NET-сървърите и получаване на разнообразни услуги. Разнообразни работни среди

Платформата .NET осигурява работни среди в зависимост от категорията на потребителите: Информационни служби и сервизи MSN за широк кръг потребители; Интегрирани делови сервиз bCentral за предприятия от малкия и среден бизнес; Office за служителите на организация и за всички, които използват традиционни

документи; Visual Studio .NET за професионални разработчици.

Сървъри на Microsoft - .NET Enterprise Servers

Функция Предназначение .NET-сървър

Операционна система на

корпоративно ниво

с поддръжка на базови

служби на сървъра за

приложения.

Ефективно изпълнение

на всички категории

програмни приложения

Windows 2000 Advanced

Server

Сървър за мащабиране на

приложенията Стартиране на

приложенията,

разпределението им по

много процеси и

осигуряване на

безпроблемна работа

Application Center 2000

Сървър за приложения за

електронен бизнес с

встроени средства за

проектиране и изпълнение

на бизнес процеси.

Взаимодействие с

клиенти и партньори

Commerce Server 2000

30

Сървър за интеграция на

приложенията

Универсално ПО на

междинно ниво

Интеграция на

разнородни

информационни системи

и организация на

документооборота на

база XML

BizTalk 2000

Хранилище за данни Съхранение, търсене и

анализ на огромни обеми

от структурирани данни.

SQL Server 2000

Поддръжка на колективна

работа

Обмен на съобщения,

планиране, паботни

групи

Exchange 2000

Корпоративен портал Управление на

информационни потоци

и универсално търсене,

управление на знания,

документооборот

SharePoint Portal 2001

Мост към „наследени‖

системи Достъп до данни и

сервизи на системи „не

разбиращи‖ откритите

стандарти

Host Integration

Server 2000

Защитна стена и прокси Защита и повишаване

производителността на

корпоративната мрежа

Internet Security &

Acceleration Server 2000

Работа с мобилни

потребители Доставка на Интернет

и Интранет контент за

портативни цифрови

устройства

Mobile Information

2001 Server

Java платформа - J2EE

Platform, Enterprise Edition, съкратено Java EE (до версии 5.0 — след това Java 2 Enterprise

Edition или J2EE)

Набор от спецификации и съответна документация за езика Java, описващи архитектура на сървърна платформа, решаваща задачи на средни и крупни организации.

J2EE е основно ориентирана за използване чрез Web, както в Интернет, така и в локални мрежи.

Основна цел

Обезпечаване мащабируемост на приложенията и цялостност на данните по време на работа на системата.

31

Намаляване стойността и увеличаване скоростта на проектиране и разработка на корпоративни приложения.

Подход

Платформата J2EE предлага компонентен подход към проектиране, разработка и внедряване на корпоративни приложения..

Платформа J2EE предлага:

Модел на многослойно разпределено приложение; Възможност за повторно използване на компонентите; Интегриран обмен на данни чрез използване на XML; Унифициран модел на безопасност; Гъвкаво управление на транзакциите.

Тема 6. Мрежови устройства

6.1. Сървъри

6.1.1. Основни понятия за сървъра

Сървърите са обслужващи мрежите устройства. Отдавна отмина времето, когато файл сървърът

беше единственият представител на този клас оборудване. Днес съществува голямо разнообразие

от сървъри. Зад всяка една функция на мрежата или предлагана услуга стои съответен сървър.

Разпределението на дейностите в мрежата значително облекчава работата й и я прави по ефективна.

Сървърите са програмни или програмно-апаратни комплекси. Мрежовият сървър и операционната

система работят като едно цяло. Независимо колко е мощен сървърът, той е неизползваем без операционната система, която да се възползва от физическите му ресурси.

32

6.1.2. Изисквания към сървара

Архитектура

Правило: Нещата вървят добре, когато е налице излишък. Излишъкът е гаранция за това, че

сървърът винаги ще е в добро състояние.

Паралелна компютърна архитектура. Операционната система работеща с четири и повече

процесора ще балансира товара на задачата така, че да се постига добра

производителност.

Код за коригиране на грешките /ЕСС/ подсилва сигурността на сървъра и целостта на

данните.

Кеширането на данните в паметта оптимизира производителността.

Два мрежови адаптери позволяват сегментиране товара на клиентите. Софтуерът

обединява двата порта в един вторият адаптер служи за осигуряване на по-висока

честотна лента или като резервен.

Смяна на дисковете по време на работа. Използване на технологията RAID Level5.

Връзка към устройства за бързо съхранение на данни

Непрекъсваеми по време на работа захранвания с двойни мрежови кабели и два

допълнителни вентилатора.

Изисквания

Средства улесняващи инсталирането

Софтуерни пакети, които предпазват от допускане на големи грешки при инсталиране и

експлоатация и оказват ценна помощ на мрежовия администратор.

Средства за наблюдение и контрол

Продукти за визуализиране състоянието на машината. Те позволяват автоматизиране на отделни

задачи, които претоварените системни администратори пренебрегват.

Запаметяване и защита на информацията

Прилагат се различни техники за дублиране на информацията, без това да се отразява

чувствително върху крайната цена. Използват се три метода:

Огледален диск

Два диска използват един и същи контролер, като и двата записват напълно

идентично копие на данните. Недостатък - при повреда на контролера информацията се

губи.

Дублиране на дискове

Всеки от дублиращите дискове разполага със собствен контролер. Методът е

по-скъп, но по надежден и осигурява по-голямо бързодействие.

RAID

Обобщено наименование на няколко метода за повишаване на надеждността. Данните се

записват на няколко диска по определена схема.

Средства за отдалечен контрол

Много полезни, когато мрежовия администратор не е наблизо. Той може да се свърже по

телефона и да получи информация за състоянието на мрежата, да тества или рестартира

системата. Предвидена е и възможност при възникване на проблем машината автоматично да

потърси помощ по телефона.

Допълнителни осигуровки

Хардуер който сам фиксира възникналите проблеми.

Оперативна памет с автоматична корекция на грешките. Ако това не може да стане повредения

чип се изолира и се сигнализира за събитието.

33

Двойна осигуровка на захранването. Включване на два UPS, като допълнителна осигуровка на

захранването. Двете устройства работят в паралел.

Дублиране на сървъра (клъстъриране) - две или повече машини се свързват чрез

високоскоростна връзка и се прави абсолютно огледален образ на данните и паметта.

6.1.3. Видове сървъри

Дейностите, които се изпълняват от мрежите са разнообразни и сложни. Те се реализират от

специализирани сървъри, с цел задоволяване нарастващите нужди на потребителите.

Файлов сървър - компютър изпълняващ ролята на съвместно хранилище на файлове за

потребителите. Синхронизира достъпа до общите ресурси.

Сървър за ІР адресиране (DNS Domain Name Server) - извършва услуги по управление

на ІР адреси

Web сървър - удобно и икономично средство за публикуване на документи, достъпни са

за всеки, който разполага с Web браузър

Сървър, осъществяващ защитната стена

Сървърът може да има три адаптера

За връзка с Интернет - създава защитна стена и пълен контрол върху

маршрутизирането на постъпващите пакети.

Адаптер за локална мрежа, който дава възможност на потребителите да се включват

в други корпоративни локални мрежи.

Адаптер за защитаваната LAN

Упълномощен сървър (Proxy сървър) - сървър, който обслужва заявки вместо друг

сървър.

Сървър за електронна поща - управлява електронните съобщения между потребителите

на мрежата.

Факс сървър - управлява трафика на факсове към и от мрежата. Може чрез обществената

телефонна мрежа да предава факсове към факс апарати.

Сървъри за директорийни услуги - позволяват на потребителите да локализират,

съхраняват и защитават информацията в мрежата.

Сървър за приложения - правят данните и сървърната част на приложенията от типа

клиент/сървър достъпни за клиентите. При сървъра за приложения базата данни се намира на

сървъра, а на клиентският компютър чрез форми се попълват данни или чрез заявки се извлича

информация.

34

Други сървъри - както вече бе споменато, колкото функции изпълнява мрежата, толкова

вида сървъри могат да бъдат създадени. Това е въпрос на проектиране, оптимизация на

структурата и естествено пари.

6.2. Модеми

6.2.1. Същност на модемите

Дефиниция

В тесен смисъл - устройства за преобразуване на цифрови данни в аналогови сигнали

с цел предаване по телефонен канал.

В широк смисъл - устройства за преобразуване цифровия сигнал на компютъра към

изискванията на преносната среда.

Приложения

Модемите осъществяват дистанционната връзка в мрежовата среда, навсякъде където

разстоянията между компютрите са твърде големи за да се използват стандартни кабели. През

последните години се появиха редица нови транспортни мрежи, което обуславя наличието на

голяма гама от различни типове модеми.

6.2.2. Характеристики на модема

35

Вид синхронизация

Синхронна - работят в режим на синхронно поблоково предаване и генерират сигнали за

синхронизация.

Асинхронна - работят в асинхронен режим и се използват при ниски скорости.

Смесена - работят в синхронен и асинхронен режим. Генерират сигнали за синхронизация.

Работят с фиксирана скорост на предаване.

Тип модулация

Амплитудна модулация

Честотна модулация

Фазова модулация

Комбинирана модулация - квадратурно амплитудна, амплитудно фазова, относително

фазова и др.

Тип на линията за връзка

Аналогова или цифрова

Двупроводна или четирипроводна

Точка-точка или многоточка

Комутируема или некомутируема

Режим на обмен - дуплекс, полудуплекс, симплекс

Конструктивно изпълнение

Автономни (външни) модеми

Модеми за вграждане в компютър

Модеми за преносими компютри

Технология на предаване - теснолентови, широколентови, цифрови, кабелни, оптични,

сателитни и други

6.2.4. Аналогови модеми

Аналоговите модеми за предаване на данни по обикновени телефонни линии използват

честотната лента за предаване на глас, която не надвишава 3.4 KHz. При тази честотна лента

съвременните методи за модулация позволяват скоростта в режим на пълен дуплекс да достигне

до 33 Kbps. Използването на обикновена телефонна линия дава възможност на съответния абонат

бързо и лесно да включи компютъра си през такъв модем към Интернет.

Функционална схема

PSTN - обществена телефонна мрежа.

RS-232 - сериен интерфейс за обмен на данни между компютъра и модема.

Команден език на модема АТ - набор от команди за управление на модемите в

асинхронен режим, създадени от фирмата Hayes.

Скорост в bps - регламентирана скорост на предаване, която се измерва в предадени броя

бита за секунда и варира от 300 bps до 56 Кbps.

36

Контрол на грешки - в съвременните модеми е заложен контрол за грешки в канала за

данни. В предаващия модем се формира чрез делене на полиноми контролна сума, която се

изпраща заедно с предадения блок данни. Приемника проверява контролната сума и ако

не съвпада с предадената иска повторно предаване на болока.

Компресия на данните - в резултат на математически и статически обработки

предаваните данни си свиват неколкократно.

Асинхронно предаване - връзката компютър/модем реализира асинхронно предаване на

данни.

Синхронно предаване - обмена на данни между двата модема се извършва в синхронен

режим.

Компютър - осигурява управлението на модема, предаването и приемането на данни с

помощта на инсталирана в него комуникационна програма. Тази програма за връзка с

интернет се нарича браузър.

Интерфейси за предаване на данни

Стандарт Предназначение Скорост Разеди-

нител

V24

(RS232)

Най-разпространения интерфейс

при ниски скорости на предаване на

данни.

115,2Kbps

къси

линии

DB25M

DB25F

V35 За предаване на данни с високи

скорости

2 Mbps M34

V36 За предаване на данни с високи

скорости

2 Mbps DB37

Протоколи за обмен на информация между модемите

Протоколите за комуникация между модемите се утвърждават от ITU-T (международен комитет

по телекомуникации, бивш CCITT)

Обозначение Макс.скорост Характеристика Забележка

V 17 до 14 400 bps полудуплекс факс

V 21 до 300 bps дуплекс

V 22 1 200 bps дуплекс

V 22bis 2 400 bps дуплекс

V 23

1 200 bps

1 200/75 bps

полудуплекс

дуплекс

V 27ter 4 800 bps полудуплекс факс

V 29 9 600 bps полудуплекс факс

V 32 4 800 ;9 600 bps дуплекс

V 32bis 7200;9600;14 400 bps дуплекс

V 34 4 800 - 28 800 bps дуплекс

V 34bis 4 800 - 33 600 bps дуплекс

V 90 4 800 - 56 000 bps дуплекс

Microcom Networking Protocol MNP

Множество от комуникационни протоколип на Microcom, съставени от десет нива и използвани

като стандарт за компресиране на данни, а също така и за откриване и отстраняване на грешки.

Ниво Функция

1-4 Дефинират хардуерния контрол на грешките

5 Описва метод за компресиране с отношение 2:1

6 Описва комуникационен протокол за автоматично съгласуване

скоростта на предаване по канала за данни

7 Описва метод за компресиране с отношение 3:1

8 Не е дефинирано

9 Съдържа собствена техника на Microcom за осигуряване на добра

производителност по различни типове линии

10 Описва протокол за контрол на грешки, често използван в линии

37

с много шумове.

Протоколи с корекция на грешките

Протокол Разработен от Описание

MNP2 Microcom Осъществява корекция и възстановяване

на информацията при обмен между

модемите

LAP-M Осъществява корекция на грешките много

по ефективно от MNP2

V42 ITU-T В качеството на стандартен метод се

използва LAP-M, като е предвидена

поддръжка на MNP2. Включва процедура

за съгласуване на използвания метод за

корекция.

Протоколи с компресиране на информацията

Протокол Разработен

от

Описание Компре-

сиране

MNP5

асинхронен

Microcom Компресиране на потока от

данни и намаляване на обема

предавана информация.

2:1

V24bis

асинхронен

ITU-T Компресиране на данни. 4:1

Управление на модемите

Команди АТ -набор от команди за управление на модемите в асинхронен режим ,

създадени от фирмата Hayes. Стандартният набор от команди АТ и неговото последващо

разширение се поддържат практически от всички съвременни модеми. Чрез тях се

реализират редица интелигентни функции на модема.

V25bis - протокол за управление на модеми, алтернативен на командите АТ, който може

да се използва в асинхронен и синхронен режим на работа. Поддържа се в оборудването

на IBM, на някои маршрутизатори и други.

Използвана литература

Електронен учебник „Програмно осигуряване„от 2008 г, автор доц. Христо Тужаров,

преподавател във ВТУ „Св.Св.Кирил и Методи”, факултет „Математика иинформатика”,

htt://tuj.asenevsi.com/IntT/index.htm