Тема 4. Сетевое обеспечение корпоративных информационных систем.
1. Корпоративные сети. Характеристики корпоративных компьютерных сетей.
2. Администрирование компьютерных сетей.
3. Internet/Intranet в корпоративных информационных системах.
4. Развитие телекоммуникационных и сетевых технологий.
4.1 Корпоративные сети. Характеристики корпоративных компьютерных сетей.
В зависимости от масштаба производственного подразделения, в пределах которого действует сеть, различают сети отделов, сети кампусов и корпоративные
сети.
Сети отделов используются небольшой группой сотрудников в основном с целью разделения дорогостоящих периферийных устройств, приложений и данных; имеют один два файловых сервера и не более тридцати пользователей; обычно не разделяются на подсети; создаются на основе какой-либо одной сетевой технологии; могут работать на базе одноранговых сетевых ОС.
Сети кампусов объединяют сети отделов в пределах отдельного здания или одной территории площадью в несколько квадратных километров, при этом глобальные соединения не используются. На уровне сети кампуса возникают проблемы интеграции и управления неоднородным аппаратным и программным обеспечением.
Корпоративные сети объединяют большое количество компьютеров на всех территориях отдельного предприятия. Для корпоративной сети характерны:
масштабность — тысячи пользовательских компьютеров, сотни серверов, огромные объемы хранимых и передаваемых по линиям связи данных, множество разнообразных приложений;
высокая степень гетерогенности — типы компьютеров, коммуникационного оборудования, операционных систем и приложений различны;
использование глобальных связей — сети филиалов соединяются с помощью телекоммуникационных средств, в том числе телефонных каналов, радиоканалов, спутниковой связи.
Корпоративные сети называют также сетями масштаба предприятия, что соответствует дословному переводу термина «enterprise-wide networks», используемого в англоязычной литературе для обозначения этого типа сетей. Они могут быть сложно связаны и покрывать город, регион или даже континент. Число пользователей и компьютеров может измеряться тысячами, а число серверов — сотнями, расстояния между сетями отдельных территорий могут оказаться такими, что становится необходимым использование глобальных связей. Для соединения удаленных локальных сетей и отдельных компьютеров в корпоративной сети применяются разнообразные телекоммуникационные средства, в том числе телефонные каналы, радиоканалы, спутниковая связь. Корпоративную сеть можно представить в виде «островков локальных сетей», плавающих в телекоммуникационной среде.
Непременным атрибутом такой сложной и крупномасштабной сети является высокая степень гетерогенности — нельзя удовлетворить потребности тысяч пользователей с помощью однотипных программных и аппаратных средств. В корпоративной сети обязательно будут использоваться различные типы компьютеров — от мэйнфреймов до персональных компьютеров, несколько типов операционных систем и множество различных приложений. Неоднородные части корпоративной сети должны работать как единое целое, предоставляя пользователям по возможности прозрачный доступ ко всем необходимым ресурсам.
Появление корпоративных сетей — это хорошая иллюстрация известного философского постулата о переходе количества в качество. При объединении отдельных сетей крупного предприятия, имеющего филиалы в разных городах и даже странах, в единую сеть многие количественные характеристики объединенной сети превосходят некоторый критический порог, за которым начинается новое качество. В этих условиях существующие методы и подходы к решению традиционных задач сетей меньших масштабов для корпоративных сетей оказались непригодными. На первый план вышли такие задачи и проблемы, которые в сетях рабочих групп, отделов и даже кампусов либо имели второстепенное значение, либо вообще не проявлялись. Примером может служить простейшая (для небольших сетей) задача — ведение учетных данных о пользователях сети.
Наиболее простой способ ее решения — помещение учетных данных каждого пользователя в локальную базу учетных данных каждого компьютера, к ресурсам которого пользователь должен иметь доступ. При попытке доступа эти данные извлекаются из локальной учетной базы и на их основе доступ предоставляется или не предоставляется. Для небольшой сети, состоящей из 5-10 компьютеров и примерно такого же количества пользователей, такой способ работает очень хорошо. Но если в сети насчитывается несколько тысяч пользователей, каждому из которых нужен доступ к нескольким десяткам серверов, то, очевидно, это решение становится крайне неэффективным. Администратор должен повторить несколько десятков раз операцию занесения учетных данных пользователя. Сам пользователь также вынужден повторять процедуру логического входа каждый раз, когда ему нужен доступ к ресурсам нового сервера. Хорошее решение этой проблемы для крупной сети — использование централизованной справочной службы, в базе данной которой хранятся учетные записи всех пользователей сети. Администратор один раз выполняет операцию занесения данных пользователя в эту базу, а пользователь один раз выполняет процедуру логического входа, причем не в отдельный сервер, а в сеть целиком.
При переходе от более простого типа сетей к более сложному — от сетей отдела к корпоративной сети — сеть должна быть все более надежной и отказоустойчивой, при этом требования к ее производительности также существенно возрастают. По мере увеличения масштабов сети увеличиваются и ее функциональные возможности. По сети циркулирует все возрастающее количество данных, и сеть должна обеспечивать их безопасность и защищенность наряду с доступностью. Соединения, обеспечивающие взаимодействие, должны быть более прозрачными. При каждом переходе на следующий уровень сложности компьютерное оборудование сети становится все более разнообразным, а географические расстояния увеличиваются, делая достижение целей более сложным; более проблемным и дорогостоящим становится управление такими соединениями.
4.2 Администрирование компьютерных сетей.
Различают сети с выделенным сервером и одноранговые сети.
Одноранговые сети обычно объединяют небольшое количество компьютеров и служат для разделения файлов и совместного использования периферийных устройств (модем, сканер, принтер и т.д.). В одноранговой сети все компьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного (dedicated) сервера. Как правило, каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер; иначе говоря, нет отдельного компьютера, ответственного за администрирование всей сети. Все пользователи самостоятельно решают, что на своем компьютере можно сделать общедоступным по сети и кому. В типичной одноранговой сети системный администратор, контролирующий всю сеть, не выделяется. Каждый пользователь сам администрирует свой компьютер.
Элементарная защита подразумевает установку пароля на разделяемый ресурс, например на каталог. Централизованно управлять защитой в одноранговой сети очень сложно, так как каждый пользователь устанавливает ее самостоятельно, да и «общие» ресурсы могут находиться на всех компьютерах. Такая ситуация представляет серьезную угрозу для всей сети, кроме того, некоторые пользователи могут вообще не установить защиту.
Сеть с выделенным сервером включает централизованный сервер. В качестве сервера назначается компьютер, обладающий достаточным объемом вычислительных ресурсов (объем оперативной памяти, пространство на жестком диске, мощность центрального процессора). Клиентские компьютеры могут быть не столь мощными, поскольку большинство вычислительных операций производится на центральном сервере.
Для сетей с выделенным сервером характерна архитектура клиент/сервер. В сетях подобного типа задачи администрирования не составляют особого труда. Большинство сетевых ОС предоставляют в распоряжение администратора специальные утилиты, позволяющие управлять учетными записями пользователей, открывать или ограничивать доступ к вычислительным ресурсам системы, а также организовывать совместное использование в сети файлов и сетевых устройств. Существуют приложения типа клиент/сервер, при написании которых учитываются особенности этой архитектуры. Обычно эти приложения ориентированы на обработку запросов к базам данных (например, в СУБД SQL Server).
Управление сетью включает следующий ряд действий:
• описание сетевых устройств, а также их состояния;
• создание списка сетевых программ, благодаря которому облегчается их установка и обновление;
• оценка рабочих показателей программ (получение сведений относительно используемых приложений, порядка их применения);
• лицензирование используемого ПО;
• управление Remote Desktop (удаленный рабочий стол), а также удаленный контроль клиентских компьютеров.
Под сетевой политикой понимается набор определенных правил, обеспечивающих управление сетью как единым целым. Обязанности по выбору и реализации сетевых политик "ложатся на плечи" сетевого администратора. Умело выбранная сетевая политика обеспечивает надлежащий уровень защиты сети, разумное использование сетевых ресурсов, а также устойчивость сети по отношению к возможным перегрузкам. В основу каждой сетевой политики закладывается управление доступом к сетевым ресурсам путем назначения различных прав тем или иным пользователям. Будет разумным изначально разработать сетевую политику "на бумаге", а уж затем воплощать ее на практике.
Управление пользователями и группами пользователей в сетях, реализованных на основе сетевых операционных систем Windows, осуществляется на основе так называемых групповых политик. Благодаря этому механизму обеспечивается управление параметрами рабочей среды пользователя, безопасностью, рабочим столом, а также реализуется управление доменом.
Применение групповых политик обеспечивается на всех уровнях корпоративных сетей: домены, отделы, службы каталогов Active Directory. Настройка групповых политик осуществляется с помощью редактора групповых политик. Именно с помощью этой программы обеспечивается создание объектов, которые каким-либо образом связаны с так называемыми организационными единицами (Organization Unit, OU). Объекты групповой политики (Group Policy Object, GPO) являются субъектами применения прав доступа NTFS, точно так же, как файлы и папки.
Администратору в своей деятельности лучше придерживаться плана управления сетью. Благодаря этому документу возможно обнаружение и устранение небольших проблем еще до того, как они "выльются" в полномасштабную катастрофу.
В процессе анализа и оптимизации сетевой производительности следует отыскать все "узкие" места, зафиксировать базовые уровни показателей, характеризующих работу сети, а также воспользоваться накопленным в этой сфере положительным опытом.
"Узким" местом называется часть сети, которая вызывает падение производительности. Причиной наблюдаемых негативных явлений может быть выход из строя каких-либо сетевых компонентов или присущие ему ограничения. Например, если все сетевые компоненты поддерживают скорость передачи данных до 100 Мбит/с, а кабель витой пары не соответствует техническим условиям, которые предъявляются к кабелям категории 5, то именно здесь и будет проявляться "узкое" место сети.
Несмотря на то, что конечной целью оптимизации любой сети является отыскание и устранение всех "узких" мест, очень редко удается реализовать это на практике (и все же следует стремиться к достижению данной цели).
Мониторинг сети осуществляется с помощью специальных аппаратных и программных средств. Иногда применяемый в этом случае инструментарий именуется анализаторами протоколов (снифферами). С помощью этих средств возможен перехват и анализ отдельных кадров, передаваемых по сети. Следует отметить, что в случае большого объема перехватываемых статистических данных может появиться новое "узкое место", связанное с деятельностью самого анализатора протокола, поэтому пользоваться ими следует в период минимальной загруженности сети.
4.3 Internet/Intranet в корпоративных информационных системах.
Изменения, причиной которых стал Internet, многогранны. Гипертекстовая служба Web изменила способ представления информации человеку, собрав на своих страницах все популярные ее виды - текст, графику и звук. Транспорт Internet - недорогой и доступный практически всем предприятиям (а через телефонные сети и одиночным пользователям) - существенно облегчил задачу построения территориальной корпоративной сети. Корпоративная сеть, построенная с использованием технологии Internet, получила название Intranet. В такой сети на первом плане стоит задача защиты корпоративных данных при передаче их через в высшей степени общедоступную публичную сеть Internet. Сетевой протокол TCP/IP сразу же вышел на первое место, потеснив прежних лидеров локальных сетей IPX и NetBIOS, а в территориальных сетях - Х.25.
Популярность Internet оказывает на корпоративные сети не только техническое и технологическое влияние. Так как Internet постепенно становится общемировой сетью интерактивного взаимодействия людей, то Internet начинает все больше и больше использоваться не только для распространения информации, в том числе и рекламной, но и для осуществления самих деловых операций - покупки товаров и услуг, перемещения финансовых активов и т.п. Это в корне меняет для многих предприятий саму канву ведения бизнеса, так как появляются миллионы потенциальных покупателей, которых нужно снабжать рекламной информацией, тысячи интересующихся продукцией клиентов, которым нужно предоставлять дополнительную информацию и вступать в активный диалог через Internet, и, наконец, сотни покупателей, с которыми нужно совершать электронные сделки. Сюда нужно добавить и обмен информацией с предприятиями-соисполнителями или партнерами по бизнесу. Изменения схемы ведения бизнеса меняют и требования, предъявляемые к корпоративной сети. Например, использование технологии Intranet сломало привычные пропорции внутреннего и внешнего трафика предприятия в целом и его подразделений - старое правило, гласящее, что 80% трафика является внутренним и только 20% идет вовне, сейчас не отражает истинного положения дел. Интенсивное обращение к Web-сайтам внешних организаций и других подразделений предприятия резко повысило долю внешнего трафика и, соответственно, повысило нагрузку на пограничные маршрутизаторы и межсетевые экраны (firewalls) корпоративной сети. Другим примером влияния Internet на бизнес-процессы может служить необходимость аутентификации и авторизации огромного числа клиентов, обращающихся за информацией на серверы предприятия извне. Старые способы, основанные на заведении учетной информации на каждого пользователя в базе данных сети и выдаче ему индивидуального пароля, здесь уже не годятся - ни администраторы, ни серверы аутентификации сети с таким объемом работ не справятся. Поэтому появляются новые методы проверки легальности пользователей, заимствованные из практики организаций, имеющих дело с большими потоками клиентов - магазинов, выставок и т.п.
Влияние Internet на корпоративную сеть - это только один, хотя и яркий, пример постоянных изменений, которые претерпевает технология автоматизированной обработки информации на современном предприятии, желающем не отстать от конкурентов. Постоянно появляются технические, технологические и организационные новинки, которые необходимо использовать в корпоративной сети для поддержания ее в состоянии, соответствующем требованиям времени. Без внесения изменений корпоративная сеть быстро морально устареет и не сможет работать так, чтобы предприятие смогло успешно выдерживать жесткую конкурентную борьбу на мировом рынке. Как правило, срок морального старения продуктов и решений в области информационных технологий составляет 3 - 5 лет.
Как же нужно поступать, чтобы предприятию не нужно было бы полностью перестраивать свою корпоративную сеть каждые 3 - 5 лет, что безусловно связано с огромными расходами? Ответ простой - нужно постоянно следить за основными тенденциями развития мира сетевых и информационных технологий и постоянно вносить в сеть (в программы, сервисы, аппаратуру) такие изменения, которые позволили бы сети плавно отрабатывать каждый резкий поворот. То есть нужно правильно видеть стратегическое направление развития корпоративной сети, постоянно коррелировать его с направлением развития всего сетевого мира и тогда меньше шансов завести корпоративную сеть в такой тупик, откуда нет иного выхода, кроме полной перестройки сети. По крайней мере, нельзя вкладывать большие деньги и силы в решения, в будущности которых имеются большие сомнения.
Например, весьма рискованно строить сегодня новую сеть исключительно на сетевой операционной системе Novell NetWare, которая переживает всеми признаваемый кризис. Если в вашей сети уже работает с десяток серверов NetWare, то добавление к ним нового сервера InternetWare может быть и целесообразно, так как дает возможность старым серверам возможность работы с Internet и сетями TCP/IP. Но построение новой сети за счет покупки нескольких десятков копий InternetWare трудно назвать стратегически верным решением. Семейства операционных систем Windows NT и Unix сейчас дают гораздо больше гарантий относительно своей жизнеспособности.
Стратегическое планирование сети состоит в нахождении компромисса между потребностями предприятия в автоматизированной обработке информации, его финансовыми возможностями и возможностями сетевых и информационных технологий сегодня и в ближайшем будущем.
4.4 Развитие телекоммуникационных и сетевых технологий.
В середине XX века основными системам коммуникации между людьми, занятыми в экономике, не считая привычные почтовые письма, были телеграф, телефон и радиосвязь. Телевидение находилось на этапе своего становления. Посредством телефонных и радиосетей осуществлялась передача информационных потоков, обработка же переданной информации целиком возлагалась на человека.
Настоящим прорывом в науке, технике, в экономике и социальной жизни стало изобретение компьютера. На первых этапах своего развития (до 70 –х годов XX века) компьютерная техника использовалась исключительно для обработки информации, а сбор и передача информации осуществлялся с помощью телекоммуникационных систем и сетей, основой которых являлись вышеупомянутые телефонные и радиосети.
После создания компьютерных сетей, представляющих собой совокупность компьютеров и объединяющих их каналов связи, сбор, передача и обработка информации стала осуществляться с помощью компьютерной техники. Два эволюционных пути - развитие телекоммуникаций и развитие вычислительной техники – привели к их закономерному соединению.
Телекоммуникационные системы и сети являются по сравнению с компьютерными сетями «старожилами», и первыми из них были телеграфные и телефонные сети.
Телеграф (греч. tele — «далеко» + grapho — «пишу») был изобретен в середине XIX века, и предназначался для передачи на расстоянии с помощью электрического сигнала букв и символов. Самый заметный вклад в развитие телеграфа внесли такие ученые и инженеры, как Карл Штейнгейль, Вернер фон Сименс, Самуаэль Морзе, Жан Бодо и другие.
Немецкий профессор Карл Штейнгейль в 1838 г. в Мюнхене построил первую телеграфную линию длиною в 5000 м.
В 1843 году шотландский физик Александр Бэйн продемонстрировал и запатентовал собственную конструкцию электрического телеграфа, которая позволяла передавать изображения по проводам. Аппарат Бэйна считается первой примитивной факс-машиной.
К середине XX века в Европе были созданы телеграфные сети, получившие название Telex (TELEgraph + EXchange). Несколько позже в США также была создана национальная сеть абонентского телеграфа, подобная Telex, которая получила наименование TWX (Telegraph Wide area eXchange).
Сети международного абонентского телеграфа постоянно расширялись и к 1970 году сеть Telex объединяла абонентов более чем 100 стран мира.
Исторически телефонные сети появились несколько позже телеграфных сетей.
Первые слова были сказанные по телефону (греч. tele— далеко и phone— голос) 10 марта 1876 года и принадлежали они шотландскому изобретателю – преподавателю школы глухонемых - Александру Грэму Беллу: «Мистер Ватсон, зайдите, я хочу Вас видеть». Дальность действия этой телефонной линии внутри здания составляла 12 метров. Следует отметить, вначале телефон был недооценен специалистами телеграфной связи, которые восприняли телефон за “никому ненужную лабораторную игрушку”. Данная экспертная оценка является примером крупнейшей и грубейшей ошибкой за всю историю телекоммуникационного бизнеса. Через несколько лет телефон и телефонные сети стали развиваться стремительными темпами.
После второй мировой войны развитие телефонных сетей получило новый импульс. В 1951 году в США впервые АТС стали использоваться не только для соединения в пределах одного города, но на междугородних линиях. В СССР такая АТС была впервые введена в эксплуатацию в 1958 году между Москвой и Ленинградом.
В 50-60- е годы XX разрабатываются основные методы цифровой передачи сигнала, в том числе голоса, ведутся работы по созданию радио- и видео телефонии, мобильной телефонной связи.
В 1978 году в Бахрейне начала эксплуатацию коммерческая система сотовой телефонной связи, которая считается первой реальной системой сотовой связи в мире.
Компьютерные сети являются логическим результатом эволюции развития компьютерных технологий. Постоянно возрастающие потребности пользователей в вычислительных ресурсах обуславливали попытки специалистов компьютерных технологий объединить в единую систему отдельные компьютеры.
В начале 60- х годов XX столетия начали развиваться интерактивные (с вмешательством пользователя в протекание вычислительного процесса) многотерминальные системы разделения времени. Такие многотерминальные централизованные системы, представляющие собой большой компьютер с подключенными к нему терминалами, внешне напоминали локальные вычислительные сети, до создания которых в действительности нужно было пройти еще большой путь.
Исторически первые компьютерные сети были созданы агентством ARPA по заданию военного ведомства США. В 1964 году была разработана концепция и архитектура первой в мире компьютерной сети ARPANET, в 1967 впервые было введено понятие протокола компьютерной сети. В сентябре 1969 года произошла передача первого компьютерного сообщения между компьютерными узлами Колифорнийского и Стенфордского университетов.
В начале 70- х годов двадцатого столетия, благодаря развитию микроэлектроники, были созданы мини- компьютеры, которые стали реальными конкурентами большим компьютерам (мэйнфреймам). Несколько десятков мини- компьютеров выполняли задачи быстрее одного мэйнфрейма, но при этом все вместе стоили дешевле. Даже небольшие подразделения предприятий получили возможность покупать для себя компьютеры. Мини- компьютеры стали широко использоваться в управлении технологическими процессами, складами, в бухгалтерском учете и т.д. В результате шел интенсивный процесс распределения вычислительных ресурсов по всему предприятию, что, однако, через некоторое время привело к необходимости обратного объединения всех вычислительных ресурсов в одну систему. Теперь это объединение происходило уже не на базе одного компьютера, а путем подключения к сети отдельных распределенных компьютеров. Такие компьютерные сети стали называться локальными компьютерными сетями.
Кроме этого в это время интенсивно начали использоваться персональные компьютеры, которые очень быстро вытеснили мини-компьютеры и мэйнфреймы. Разработанные стандартные сетевые технологии, а так же использование персональных компьютеров значительно упростили процесс создания компьютерных сетей. Для создания сети достаточно стало приобрести специальные сетевые платы (сетевые адаптеры) соответствующего стандарта, например, Ethernet, стандартный кабель со стандартными разъемами и установить на компьютер одну из популярных сетевых операционных систем, например, NetWare или Windows. Присоединение каждого нового компьютера к сети не стало вызывать больших трудностей.
|
