Автоматизированная система управления санаторным комплексом. Подсистема Диетпитание

Рис. 1.4.1. Одноранговая сеть

Одноранговые сети называют также рабочими группами. Рабочая группа — это небольшой коллектив, поэтому в одноранговых сетях чаще всего не более 10 компьютеров.

Одноранговая сеть вполне подходит при следующих условиях:

·        количество пользователей не превышает 10 человек;

·        пользователи расположены компактно;

·        вопросы защиты данных не критичны;

·        в обозримом будущем не ожидается значительного расширения фирмы и, следовательно, сети.

Эти условия не выполняются для санаторного комплекса «Валуево» не по количеству ПК, не по отсутствию возможности расширения АСУ предприятия.

2. Сети на основе сервера

Если к сети подключено более 10 пользователей, то одноранговая сеть, где компьютеры выступают в роли и клиентов, и серверов, может оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей использует выделенные серверы.

Рис. 1.4.2. Сеть на основе сервера

С увеличением размеров сети и объема сетевого трафика необходимо увеличивать количество серверов. Распределение задач среди нескольких серверов гарантирует, что каждая задача будет выполняться самым эффективным способом из всех возможных.  

В расширенной сети использование серверов разных типов приобретает особую актуальность. Необходимо поэтому учитывать все возможные нюансы, которые могут проявиться при разрастании сети, с тем чтобы изменение роли определенного сервера в дальнейшем не отразилось на работе всей сети.

Сервер спроектирован так, чтобы предоставлять доступ к множеству файлов и принтеров, обеспечивая при этом высокую производительность и защиту. Администрирование и управление доступом к данным осуществляется централизованно. Ресурсы, как правило, расположены также централизованно, что облегчает их поиск и поддержку.

Основным аргументом при выборе сети на основе сервера является, как правило защита данных. В таких сетях, например, как Windows 2000 Server, проблемами безопаности может заниматься один администратор: он формирует политику безопасности и применяет ее в отношении каждого пользователя сети.

Благодаря избыточным системам данные на любом сервере могут дублироваться в реальном времени, поэтому в случае повреждения основной области хранения данных информация не будет потеряна — легко воспользоваться резервной копией.

Так как компьютер пользователя не выполняет функций сервера, требования к его характеристикам зависят от потребностей самого пользователя. Типичный компьютер-клиент должен  иметь процессор с частотой, по крайней мере, 486 МГц и оперативную память величиной от 8 до 16 МБ.

3. Комбинированные сети

Существуют и комбинированные типы сетей, совмещающие лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе сервера. Многие администраторы считают, что такая сеть наиболее полно удовлетворяет их запросы, так как в ней могут функционировать оба типа операционных систем.

Комбинированные сети — наиболее распространенный тип сетей, но для их правильной реализации и надежной защиты необходимы определенные знания и навыки планирования.

         Итак, для санаторного комплекса одноранговый тип сети не подходит хотя бы потому, что число компьютеров превышает 10, а также вопросы защиты данных являются важными. Комбинированная сеть предполагает наличие серьезных знаний и навыков не только со  стороны системного администратора, контролирующего работу сети, но и сотрудников санатория, что может усложнить и значительно замедлить процесс обработки данных на компьютере. Этот факт приведет к значительному снижению эффективности функционирования санаторного комплекса в целом.

Выбор сети на основе сервера является наиболее оптимальным, так как обеспечит защиту используемых данных, сохраняя  при этом высокую производительность, а также позволит сэкономить время и денежные средства на переобучение персонала и привлечение администратора сети с очень серьезными знаниями и навыками.

Различные топологии сетей

В первую очередь необходимо выбрать способ организации физических связей, то есть топологию. Под топологией вычислительной сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют компьютеры сети (иногда и другое оборудование, например концентраторы), а ребрам - физические связи между ними.

Топология сети обуславливает ее характеристики. В частности, выбор той или иной топологии влияет на:

·        состав необходимого сетевого оборудования;

·        характеристики сетевого оборудования;

·        возможности расширения сети;

·        способ управления сетью.

Различные типы кабелей в сочетании с различными сетевыми платами, сетевыми операционными системами и другими компонентами требуют и различного взаимного расположения компьютеров. Каждая топология сети налагает ряд условий. Она может диктовать не только тип кабеля, но и способ его прокладки. Топология может также определять способ взаимодействия компьютеров в сети. Различным видам топологий соответствуют различные методы взаимодействия, и эти методы оказывают большое влияние на сеть.

Базовые топологии компьютерных сетей

Все сети строятся на основе этих трех базовых топологий:

1.     шина (рис.1.4.3 а);

2.     звезда (рис.1.4.3 б);

3.     кольцо (рис.1.4.3 в).

Рис.1.4.3. Базовые топологии компьютерных сетей

Если компьютеры подключены вдоль одного кабеля (сегмента), топология называется шиной. В том случае, когда компьютеры подключены к сегментам кабеля, исходящим из одной точки, или концентратора, топология называется звездой. Если кабель, к которому подключены компьютеры, замкнут в кольцо, такая топология носит название кольца.
             Хотя сами по себе базовые топологии несложны, в реальности часто встречают довольно сложные комбинации, объединяющие свойства нескольких топологий.
            1. Шина (рис.1.4.3 а)

         Топологию «шина» относится к наиболее простым и широко распространенным топологиям. В ней используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры сети.

В сети с топологией «шина» компьютеры адресуют данные конкретному компьютеру. Данные передаются всем компьютерам сети, однако информацию принимает только тот, адрес которого соответствует адресу получателя, зашифрованному в передаваемых сигналах. В каждый момент времени только один компьютер может вести передачу.

Так как данные в сеть передаются лишь одним компьютером, ее производительность зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем их больше, т.е. чем больше компьютеров, ожидающих передачи данных, тем медленнее работает сеть. Кроме числа компьютеров, на быстродействие сети влияет множество факторов, в том числе:

·        характеристики аппаратного обеспечения компьютеров в сети;

·        частота, с которой компьютеры передают данные;

·        тип работающих сетевых приложений;

·        тип сетевого кабеля;

·        расстояние между компьютерами в сети.

Если один из компьютеров такой сети выйдет из строя, это не скажется на работе остальных.

2. Звезда (рис.1.4.3 б)

При топологии «звезда» все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному компоненту, именуемому концентратором. Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным. Кроме того, концентратор может играть роль интеллектуального фильтра информации, поступающей от узлов в сеть, и при необходимости блокировать запрещенные администратором передачи.

Недостаток - для больших сетей значительно увеличивается расход кабеля, а также более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора. К тому же, если центральный компонент выйдет из строя, нарушится работа всей сети. Но если выйдет из строя только один компьютер (или кабель, соединяющий его с концентратором), то лишь этот компьютер не сможет передавать или принимать данные по сети. На остальные компьютеры в сети это не повлияет.

 3. Кольцо (рис.1.4.3 в)

При топологии «кольцо» компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер. В отличие от пассивной топологии «шина», здесь каждый компьютер выступает в роли «репитера», усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. Поэтому, если выйдет из строя один компьютер, прекращает функционировать вся сеть.

Передающий компьютер помещает электронный адрес в данные и посылает их по кольцу. Данные проходят через каждый компьютер, пока не окажутся у того, чей адрес совпадает с адресом получателя. При этом сообщение передвигается по кольцу практически со скоростью света. В кольце диаметром 200 м сообщение может циркулировать с частотой 10 000 оборотов в секунду.

В настоящее время одним из стандартных компонентов сетей становится концентратор — они имеют от 8 до 60 портов для подключения компьютеров.

Сети, построенные на концентраторах, легко расширить, если подключить дополнительные концентраторы. Разрыв кабеля, подключенного к концентратору, нарушению работу только данного сегмента. Остальные сегменты останутся работоспособными.

К числу других преимуществ использования концентраторов относятся:

·        использование различных портов для подключения кабелей разных типов;

·        централизованный контроль за работой сети и сетевым трафиком.

Комбинированные топологии сетей

В настоящее время часто используются топологии, которые комбинируют компоновку сети по принципу шины, звезды и кольца.

1. Звезда-шина

Рис. 1.4.4. Топология сети «Звезда-шина»

Звезда-шина — это комбинация топологий «шина» и «звезда». Чаще всего это выглядит так: несколько сетей с топологией «звезда» объединяются при помощи магистральной линейной шины. В этом случае выход из строя одного компьютера не оказывает никакого влияния на сеть — остальные компьютеры по-прежнему взаимодействуют друг с другом. А выход из строя концентратора повлечет за собой остановку подключенных к нему компьютеров и концентраторов.

4.                Звезда-кольцо

Рис. 1.4.5. Топология сети «Звезда-кольцо»

Как и в топологии звезда-шина здесь компьютеры подключены к концентратору, который фактически и формирует кольцо или шину.

3. Иерархическая звезда

Рис. 1.4.6. Топология сети «Иерархическая звезда»

         Возможности по наращиванию количества узлов в сети типа «звезда» ограничиваются количеством портов концентратора. Иногда имеет смысл строить сеть с использованием нескольких концентраторов, иерархически соединенных между собой связями типа звезда; такой тип топологии называют «иерархическая звезда» (рис. 1.4.6). В настоящее время иерархическая звезда является самым распространенным типом топологии связей как в локальных, так и глобальных сетях.

         Необходимо учитывать не только физическую структуру сети, но и логическую. Логическая структура сети должна учитывать большую интенсивность трафика внутри каждого отдела и меньшую интенсивность обмена данными между отделами. Т.е. лучше, чтобы сообщения, которые передают компьютеры одного отдела, выходили бы за пределы этой части сети в том и только в том случае, если эти кадры направлены какому-либо компьютеру из других отделов. При такой организации работы сети ее - производительность существенно повысится, так как компьютеры одного отдела не будут простаивать (в случае топологий «общая шина» и «кольцо») в то время, когда обмениваются данными компьютеры других отделов.

Рис. 1.4.7. Компьютерная сеть с топологией «Звезда»

Таким образом, проанализировав все типы физических и логических структур сетей, приходим к выводу, что наиболее оптимальным для санаторного комплекса будет выбор топологии «Звезда», так как именно этот вариант позволит обеспечить работоспособность всей сети при условии обрыва кабеля одного из компьютеров, т.е. будет обеспечена высокая надежность и быстродействие сети.

1.4.3. Выбор операционной системы

Операционная система определяет, какие приложения могут быть запущены на компьютере, какой вид имеет интерфейс пользователей, а также, каким образом приложения будут взаимодействовать между собой. Например, если сотрудники предприятия долгое время работали с программами офиса фирмы Microsoft (Word, Excel, Access и PowerPoint) и затраты на переобучение персонала не будут оправданы, то разумнее предпочесть версию ОС Windows. Интеграция с другими продуктами Microsoft – это главная сильная сторона операционной системы Windows. С различными технологиями Microsoft (ASP, ActiveX, NET, MS SQL и многими другими) можно получить мощный инструмент для создания интегрированной системы.

Для сред OS/2 и Unix, несмотря на их широкое распространение и активное использование в мощных научных компьютерах, отсутствует или недоступно программное обеспечение. Программы же, написанные, например, для Windows, под управлением этих сред работают существенно медленнее.

Преимущество UNIX-систем перед Windows - удаленное администрирование. В то время как в UNIX-системах полноценное управление сервером осуществляется с помощью утилит командной строки, то полноценное удаленное администрирование в Windows возможно только с использованием графического интерфейса, и при небольших скоростях соединения это доставляет много неудобств.

Работа с Windows выдвигает повышенные требования к оборудованию. Однако такие удобства, как унифицированный графический интерфейс, общие для всех программ шрифты и устройства, возможность работы сразу с несколькими приложениями и использования буфера памяти  для переноса данных между ними, окупаются достаточно быстро.

Как для пользователей, так и для разработчиков Windows предлагает множество преимуществ, которые включают в себя:

·        Стандартные и предсказуемые операторы: если пользователь знает, как

     использовать одно приложение Windows,  то он сможет работать

     со всеми остальными.

·        Для каждого  приложения  нет  необходимости  устанавливать

     драйверы устройств  и устройства:  в Windows предусмотрены

     драйверы для поддержки периферийной аппаратуры.

·        Межпрограммное взаимодействие и связь.

·        Многозадачность:  возможность одновременно запускать  множество  

      программ.

·        Доступ к большему объему памяти:  Windows поддерживает защищенный

      режим.

Серверная ОС Windows 2000 Server основана на повышенной надежности, масштабируемости и управляемости Windows 2000, таким образом она является инфраструктурной платформой высокой производительности для поддержки связанных приложений, сетей и веб-служб в любом масштабе — от рабочей группы до центра данных.
          Технология Windows 2000 Server содержит все функции, ожидаемые пользователями от серверной ОС Windows, такие как безопасность, надежность, доступность и масштабируемость.        

Обобщая все выше сказанное, Windows 2000 Server позволит организации свести к минимуму прерывания при работе конечных пользователей в сети. Благодаря усовершенствованной системной архитектуре, увеличивающей время работоспособного состояния сервера, повышению доступности вследствие отказоустойчивости и избыточности, а также возможностям интерактивной настройки и обслуживания, Windows 2000 Server обеспечивает надежную работу серверов и открытость организации для ведения