технология файл сервер что делает файл сервер
ГОСы 2012
ИТ: 7. Технология «Файл-Сервер», «Клиент-Сервер». Модели взаимодействия «Клиент-Сервер».
Файл-серверная и клиент-серверная технологии информационных систем
Системы, применяемые в туристском бизнесе, относятся к классу информационно-управляющих систем (ИУС).
При файл-серверной реализации ИУС база данных располагается в виде файлов на винчестерском диске одного из компьютеров сети. Серверы, разделяемым ресурсом которых является дисковая память (или, говоря иначе, файлы, хранящиеся на винчестерском диске), называются файл-серверами.
Программы пользователей работают на рабочих станциях и при необходимости обращаются к файлам сервера, в которых хранится база данных системы. При этом возникает немало проблем.
Файловый сервер обрабатывает огромное количество запросов на обслуживание файлов, это требует значительного времени. Пользователю приходится ждать.
При одновременном обращении нескольких пользователей к одному файлу (например, к базе данных туров) могут возникнуть проблемы с надежностью хранения информации, так как файловый сервер производит чтение/запись блоков данных, не контролируя их содержимое.
Соответственно, некорректная работа клиентского приложения может легко разрушить базу данных системы.
работа с базой данных реализуется с помощью SQL-сервера.
Технология «клиент-сервер», получает все большее распространение, но реализация технологии в конкретных программных продуктах существенно различается.
Один из основных принципов технологии «клиент-сервер», заключается в разделении операций обработки данных на три группы, имеющие различную природу.
Согласно этой классификации в любом техпроцессе можно выделить программы трех видов:
· программы представления, реализующие операции первой группы;
• прикладные программы, поддерживающие операции второй группы;
• программы доступа к информационным ресурсам, реализующие операции третьей группы.
В соответствии с этим выделяют три модели реализации технологии «клиент — сервер»:
1. модель доступа к удаленным данным (Remote Data Access — RDA);
2. модель сервера базы данных (DateBase Server — DBS);
3. модель сервера приложений (Application Server — AS).
В RDA-модели программы представления и прикладные программы объединены и выполняются на компьютере-клиенте, который поддерживает как операции ввода и отображения данных, так и прикладные операции. Доступ к информационным ресурсам обеспечивается или операторами языка SQL, если речь идет о базах данных, или вызовами функций специальной библиотеки. Запросы к информационным ресурсам направляются по сети удаленному компьютеру, например серверу БД, который обрабатывает запросы и возвращает клиенту необходимые для обработки блоки данных (рис. 4.4).
На практике часто используются смешанные модели, когда поддержка целостности базы данных и простейшие операции обработки данных поддерживаются хранимыми процедурами (DBS-модель), а более сложные операции выполняются непосредственно прикладной программой, которая выполняется на компьютере-клиенте (RDA-модель).
В AS-модели программа, выполняемая на компьютере-клиенте, решает задачу ввода и отображения данных, т. е. реализует операции первой группы. Прикладные программы выполняются одним либо группой серверов приложений (удаленный компьютер или несколько компьютеров). Доступ к информационным ресурсам, необходимым для решения прикладных задач, обеспечивается так же, как и в RDA-модели. Прикладные программы обеспечивают доступ к ресурсам различных типов — базам данных, индексированным файлам, очередям и др. RDA- и DBS-модели опираются на двухзвенную схему разделений операций. В AS-модели реализована трехзвенная схема разделения операций, где прикладная программа выделена как важнейшая (рис. 4.6).
Главное преимущество RDA-модели состоит в том, что она представляет множество инструментальных средств, которые обеспечивают быстрое создание приложений, работающих с SQL-ориентированными СУБД. Иными словами, основное достоинство RDA-модели заключается в унификации и широком выборе средств разработки приложений. Подавляющее большинство этих средств разработки на языках четвертого поколения, включая и средства автоматизации программирования, обеспечивает разработку прикладных программ и операций представления.
Несмотря на широкое распространение, RDA-модель постепенно уступает место более технологичной DBS-модели. Последняя реализована в некоторых реляционных СУБД (Ingres, SyBase, Oracle).
В DBS-модели приложение является распределенным. Программы представления выполняются на компьютере-клиенте, в то время как прикладные программы решения задач оформлены как набор хранимых процедур и функционируют на компьютере-сервере БД. Преимущества DBS-модели перед RDA-моделью оче-видны: это и возможность централизованного администрирования решения экономических задач, и снижение напряженности, и возможность разделения процедуры между несколькими приложениями, и экономия ресурсов ПК за счет использования однажды созданного плана выполнения процедуры.
Основным элементом принятой в AS-модели трехзвенной схемы является сервер приложения. Он реализует несколько прикладных функций, каждая из которых оформлена как служба и предоставляет услуги всем программам, которые желают и могут ими воспользоваться. Серверов приложений может быть несколько, и каждый из них предоставляет определенный набор услуг. Любая программа, которая пользуется ими, рассматривается как клиент приложения. Детали реализации прикладных программ в сервере приложений полностью скрыты от клиента приложения.
AS-модель имеет универсальный характер. Четкое разграничение логических компонентов и рациональный выбор программных средств для их реализации обеспечивают модели такой уровень гибкости и открытости, который пока недостижим в RDA- и DBS-моделях. Именно AS-модель используется в качестве фундамента относительно нового вида программного обеспечения — мониторов транзакций.
В вычислительной технике файловый сервер – это компьютер, подсоединенный к сети и имеющий диски совместного пользования. На них могут храниться файлы с различной информацией (текстовые, графические, музыкальные, видео). Рабочие станции имеют доступ к дискам коллективного пользования файлового сервера по компьютерной сети.
Термин «сервер» подчеркивает роль машины в клиент-серверной архитектуре, где клиентами являются рабочие станции, использующие память сервера. Как правило, файл-сервер не выполняет заданий с вычислениями и не запускает программы по требованию клиентов. Он предназначен в основном для хранения и предоставления данных, в то время как вычисления выполняются рабочими станциями.
Вам будет интересно: Как выбрать мышку для ноутбука: виды, необходимые требования, подключение и настройка
Файловые серверы, как правило, применяются в офисах и школах, где пользователи используют локальную сеть для подсоединения к ним своих клиентских компьютеров.
Аппаратная и программная часть сервера
Вам будет интересно: Передатчики HDMI: обзор, характеристики, подключение и работа
В общем случае под сервером понимается как компьютер, выполняющий дополнительные функции по обеспечению работы других компьютеров сети, так и программное обеспечение, установленное на данном компьютере. Машина, используемая в качестве сервера, должна иметь определенные характеристики. В первую очередь это касается производительности и емкости дисков. Сервером данный компьютер становится именно благодаря программной части. В зависимости от установленных на сервер приложений он может выполнять разные функции.
Определение и назначение
Как следует из названия, файловый сервер – это сервер, предоставляющий доступ к файлам. Он работает как центральное запоминающее устройство, предназначенное для хранения информации, к которой может осуществляться доступ множеством систем. В основном файловые серверы предназначены для использования в сетях различных компаний, но они также могут применяться в школах, небольших организациях и даже в домашних сетях.
Вам будет интересно: Видеокарта GeForce GTX 680 Gigabyte [GV-N680OC-2GD]: описание, характеристики, комплектация
В качестве файловых серверов в домашних сетях могут использоваться обычные персональные компьютеры. На них хранятся файлы, помещенные в папки, открытые для совместного использования различными пользователями.
Типы файловых серверов
Файловый сервер может быть выделенным или невыделенным. Выделенный сервер предназначен для использования только в качестве файлового сервера. К нему подсоединены рабочие станции, которые могут считывать и записывать файлы и базы данных.
Кроме того, файловые серверы могут классифицироваться по способу доступа. Доступ к сетевым серверам часто осуществляется с помощью протокола передачи файлов (FTP) или протокола передачи гипертекстовых сообщений (HTTP). Не следует путать сетевые серверы с веб-серверами, которые часто предлагают динамический контент в дополнение к статическим файлам. Доступ к файловому серверу в локальной сети обычно осуществляется с помощью протокола удаленного доступа к файлам и сетевым ресурсам SMB/CIFS (Windows и UNIX-подобные системы) или протокола сетевого доступа к файловым системам NFS (UNIX-подобные системы).
Серверы баз данных предоставляют доступ к базам данных общего пользования через драйвер устройства хранения базы данных. Они не могут считаться файловыми серверами, так как в них может применяться функция блокировки записей.
В качестве операционной системы для сетевого файлового сервера наиболее популярна операционная система (ОС) Linux. Это обусловлено экономическими соображениями и стабильностью данной системы. Кроме того, могут применяться ОС Windows и Unix.
Выбор типа файлового сервера в компании определяется объемом информации и количеством пользователей.
Структура файлового сервера
Работа с файловым сервером в организации характеризуется повышенными требованиями к объему памяти, скорости доступа, возможности восстановления данных, простоте управления, безопасности и стоимости. Кроме того, на функционирование файловых серверов оказывают влияние постоянно изменяющиеся внешние условия, в которых новые аппаратные средства и технологии быстро заменяют устаревшее оборудование. При этом, чтобы обеспечить устойчивую работу, новые устройства должны быть совместимы со старыми.
В организации, как правило, в качестве файлового сервера выступает выделенный сервер, предназначенный для хранения данных, необходимых для функционирования компании.
Для управления пропускной способностью, предельными нагрузками и временем отклика разработчики применяют теорию обслуживания. Это позволяет им правильно комбинировать аппаратные и программные средства, чтобы отвечать на запросы различного уровня важности. Серверы также могут использовать схему балансировки динамической нагрузки для распределения запросов между различными аппаратными устройствами.
В качестве памяти в серверах в основном используются жесткие диски, но могут применяться твердотельные накопители и накопители на магнитной ленте.
Хранение файлов
Так как главная функция файлового сервера – это хранение данных, развитие технологий в этом направлении заключается в использовании множества жестких дисков в качестве единого целого, формировании дискового массива. Дисковый массив обычно имеет кеш-память (временное запоминающее устройство, работающее быстрее магнитных дисков). Функции дискового массива файлового сервера такие же, как и у избыточного массива независимых дисков (RAID-массива). Уровень доступности данных он повышает с помощью избыточных компонентов, отличающихся от RAID-массива, – источников питания. Дисковые массивы могут объединяться в сети хранения данных (NAS).
Сетевой дисковый массив (NAS)
Сетевой дисковый массив – пятиуровневое хранилище данных, подсоединенное к компьютерной сети, предоставляющей доступ неоднородной группе клиентов.
NAS-устройство отличается от файловых серверов тем, что представляет собой специализированный компьютер, построенный специально для хранения файлов. В свою очередь, файловый сервер – это сервер, реализующийся в основном на компьютерах общего назначения, имеющих множество разных функций, в том числе и хранение файлов. Другими словами, практически любой компьютер можно использовать как файловый сервер.
В последние годы популярность NAS-устройств стремительно растет. Они предлагают использовать традиционные способы обмена файлами между множеством компьютеров. Преимущества сетевых дисковых массивов перед файловыми серверами заключаются в более быстром доступе к данным, простом администрировании и простой конфигурации.
Безопасность информации
Защищенный файловый сервер позволяет ограничивать доступ к файлам специальным пользователям или группам. В больших организациях данная функция возлагается на службы каталогов, такие как Active Directory в ОС компании Microsoft или eDirectory в ОС компании Novell.
Данные серверы работают в иерархической компьютерной среде, которая обращается с пользователями, компьютерами, приложениями и файлами как с различными, но родственными объектами сети, и предоставляет доступ на основании полномочий пользователей или групп. В большинстве случаев служба каталогов управляет большим количеством серверов, в крупных организациях количество серверов может составлять несколько сотен.
Конфигурирование файл-серверов
Рассматриваемые нами серверы могут конфигурироваться множеством способов. Например, при настройке параметров домашней сети сервер файлов автоматически разрешает доступ всем компьютерам локальной сети. При настройке параметров сети в интересах бизнес-компании, в которой важна безопасность, для доступа к серверу клиентские системы должны зарегистрироваться. Другие устройства предоставляют доступ только определенным компьютерам по MAC-адресу или IP-адресу.
Интернет-серверы, предоставляющие доступ к файлам по Сети, часто требуют от пользователей перед загрузкой файлов зарегистрироваться по протоколу передачи файлов FTP.
Особенности обмена файлами компьютера клиента с сервером
Файловый сервер
С чего начинается работа в компании — с обеспечения обмена информацией. И интенсивность обмена растет вместе с ростом компании, с увеличением числа рабочих проектов, сданных заказчикам объектов, с ростом архива компании.
Задача обеспечения совместного доступа к информации теоретически решается очень просто — закладка «общий доступ» в свойствах папки известна, пожалуй, любому, кто более-менее знаком с Windows. Однако с ростом компании, с увеличением числа отделов, встаёт вопрос разграничения доступа к данным. И если раньше пользователь мог просто «расшарить» (от англ. share — разделять) папку всем, то теперь ему придётся выборочно давать доступ конкретным пользователям. И если в сети нет механизмов централизованного управления пользователями и правами пользователей, то каждому, кто пытается дать доступ к своему компьютеру, придётся прописывать коллег, как пользователей своего компьютера, наделяя их соответствующими полномочиями. И так для каждого рабочего места в компании. И в итоге информация, относящаяся к одному проекту, но находящаяся на разных компьютерах, может кардинально различаться. И будет потрачено время, которого обычно не то, что мало, а практически никогда нет, для выявления и устранения разночтений. Попутно возрастают накладные расходы на управление общими папками и обеспечение резервного копирования ценной информации. А ведь еще есть ограничение на количество одновременных подключений к общим ресурсам в десктопных версиях Windows.
Какой может быть из этого выход? Например, установить отдельный компьютер — файловый сервер (англ. file server), открыть его для совместного доступа, и работать с информацией только на нём. Тогда, в идеале, будет существовать только одна актуальная копия необходимых в работе данных. Изменения в ней будут видны всем заинтересованным в ней пользователям. Да и обеспечить резервное копирование информации (англ. backup) одного компьютера легче.
Но у такого подхода есть и минусы. Ведь в качестве такого сервера в небольших компаниях используют обычные ПК, может только чуть более производительные на фоне других. И выходят эти «сервера» из строя так же, как и обычные ПК, с вытекающей из этого остановкой работы организации, что в итоге может привести к значительным убыткам. Конечно, администратор по возможности постарается иметь некий набор резервных комплектующих, или запасной компьютер целиком, однако выход из строя может повлечь потерю данных. Резервное копирование выполняется с некоторым интервалом (обычно не чаще, чем раз в сутки), поэтому восстановление резервной копии ведет к необходимости восстановить изменения с момента создания последней копии вручную. Что опять же во многих случаях представляет собой потерю денег. Решения на основе десктопных компонентов представляют весьма ограниченные возможности в плане повышения отказоустойчивости — фактически, эти возможности ограничиваются объединением нескольких дисков в RAID. В итоге, это приводит к мысли о необходимости использовать специализированные серверы там, где отказоустойчивость критична для бизнес-процессов.
В чем преимущество «идеологически правильных» серверов? Для начала подумаем, какие требования предъявляются к серверу. Сервер должен предоставлять бесперебойный доступ к своим ресурсам. Главное требование — обеспечение доступности. Доступность обеспечивается отказоустойчивостью и производительностью (если сервер перегружен, то он не способен обслуживать запросы клиентов, и становится недоступен для них). Это, скажем так, технические требования. Есть еще и эксплуатационные — удобство обслуживания и масштабируемость (англ. Scalability — возможность наращивать производительность без смены всего сервера). Рассмотрим эти требования.
Отказоустойчивость. Никто не способен гарантировать 100% надежность всех компонентов сервера, поэтому отказоустойчивость обеспечивается дублированием (англ. redundancy — избыточность). Дублирование блоков питания, контроллеров, RAID-массивы, избыточность модулей памяти, память с поддержкой ECC — все это направлено на обеспечение отказоустойчивости.
Производительность. Здесь, в принципе, все ясно и без дополнительных комментариев. Сравнительно с «обычным ПК» сервер предоставляет более широкие возможности в обеспечении высокой производительности — многопроцессорность, поддержка больших объемов памяти, более высокая пропускная способность внутренней шины и так далее. С другой стороны, не всегда это может требоваться, задачи бывают разные.
Удобство обслуживания. Может показаться неважным, однако это совсем не так — попробуйте остановить для ремонта сервер бухгалтерии во время аврала с годовой отчетностью — наверняка мало не покажется.
Что предоставляет сервер в плане удобства обслуживания? В первую очередь — горячую замену (англ. hotswap — возможность отключать/подключать компоненты сервера без прерывания его работы). Возможностью горячей замены может быть оснащено все — от систем охлаждения до памяти и процессоров. Также к этой категории относятся системы мониторинга, оповещения и удаленного управления, позволяющие управлять сервером даже без участия операционной системы (в частности, см. IPMI).
Масштабируемость. Палка о двух концах: с одной стороны, решение проблем, с другой — потенциальные проблемы. С одной стороны, позволяет взять сервер «на вырост» (двухпроцессорная плата с одним процессором, неполное заполнение слотов памяти), с другой — модельный ряд, например, процессоров обновляется достаточно часто, и через год Вы можете не найти процессор в пару к первому. Пользоваться следует очень аккуратно, почти всегда лучше заранее взять сервер под будущие потребности, чем досадовать от невозможности нарастить производительность по причине банального отсутствия комплектующих.
К сожалению, в этом мире за все нужно платить. За выполнение перечисленных требований в том числе. И чем выше степень выполнения этих требований, тем выше будет итоговая стоимость решения. Выбор сервера всегда есть нахождение баланса между стоимостью и его эксплуатационными характеристиками. Найти этот баланс невозможно без трезвой и взвешенной оценки потребностей компании. На одной чаше весов — потери от простоев, вызванные сбоями в работе сервера при недооценке потребностей, на другой — переплата за ненужные возможности, которая может быть очень значительной — серверные технологии недешевы.
Некоторые термины и определения:
1.Сервер (англ. server от англ. to serve — служить) — совокупность аппаратных и программных средств, выполняющая сервисные функции по запросу клиента, предоставляя ему доступ к определённым ресурсам.
2.Администратор (англ. administrator — управляющий) — сотрудник компании, выполняющий работу по поддержанию работоспособности компьютерного парка и сети компании.
3.Пользователь (англ. user) — лицо, которое использует предоставляемые информационной системой/сетью/сервером/сервисом ресурсы.
4.RAID (англ. redundant array of independent/inexpensive disks) — избыточный массив независимых/недорогих (скорее, недорогих) дисков. Используются как один из элементов обеспечения отказоустойчивости и/или повышения производительности.
5.Hot-spare (англ. горячий резерв) — механизм обеспечения автоматической (либо ручной, в зависимости от политики) замены вышедшего из строя компонента на резервный (резервный компонент подключен к системе и готов к работе, однако не функционирует, пока система работает корректно)
6.Hot-swap (англ. горячая замена) — возможность заменять компоненты системы без выключения всей системы.
7.IPMI — Intelligent Platform Management Interface. Технология, позволяющая администратору удаленно управлять сервером независимо от операционной системы. Подробная информация доступна на сайте Intel.
Различные архитектурные решения, используемые при реализации многопользовательских СУБД. Краткий обзор СУБД
Цель лекции: показать основные варианты технологии работы нескольких пользователей с одной базой данных, связанные как с основными свойствами вычислительной техники, так и с развитием программного обеспечения.
Как уже отмечалось, понятие базы данных изначально предполагало возможность решения многих задач несколькими пользователями. В связи с этим, важнейшей характеристикой современных СУБД является наличие многопользовательской технологии работы. Разная реализация таких технологий в разное время была связана как с основными свойствами вычислительной техники, так и с развитием программного обеспечения. Дадим краткую характеристику этих технологий в хронологическом порядке.
3.1. Централизованная архитектура
Многопользовательская технология работы обеспечивалась либо режимом мультипрограммирования (одновременно могли работать процессор и внешние устройства – например, пока в прикладной программе одного пользователя шло считывание данных из внешней памяти, программа другого пользователя обрабатывалась процессором), либо режимом разделения времени (пользователям по очереди выделялись кванты времени на выполнение их программ). Такая технология была распространена в период «господства» больших ЭВМ (IBM-370, ЕС-1045, ЕС-1060). Основным недостатком этой модели является резкое снижение производительности при увеличении числа пользователей.
3.2. Технология с сетью и файловым сервером (архитектура «файл-сервер»)
Работа построена следующим образом:
В литературе [ [ 3.2 ] ] указываются следующие основные недостатки данной архитектуры: