Технология «клиент-сервер (Выбор оборудования и подготовка сервера)

Содержание:

Введение

Применительно к системам баз данных архитектура "клиент-сервер" интересна и актуальна главным образом потому, что обеспечивает простое и относительно дешевое решение проблемы коллективного доступа к базам данных в локальной сети. В некотором роде системы баз данных, основанные на архитектуре "клиент-сервер", являются приближением к распределенным системам баз данных, конечно, существенно упрощенным приближением, но зато не требующим решения основного набора проблем действительно распределенных баз данных.

В настоящее время в области машинной обработки информации существуют две взаимосвязанные проблемы: стоимость обработки информации и ненадежность программного обеспечения, организующего и выполняющего процесс обработки информации. При этом первая проблема находится в зависимости от второй, так как высокая стоимость проектирования, тестирования и сопровождения программ обработки информации определяется прежде всего ненадежностью ПО.

Необходимость повышения надежности программного обеспечения обусловлена еще и тем, что в настоящее время ПО несет значительно большую функциональную нагрузку в решении задач управления, чем технические средства.

Поэтому целью данной работы является изучение возможностей средств технологии “клиент-сервер.

Глава 1. Технологии « клиент-сервер»

«Клиент-сервер» - это модель взаимодействия компьютеров в сети.

Как правило, компьютеры в такой конфигурации не являются равноправными. Каждый из них имеет свое, отличное от других, назначение, играет свою роль.

Некоторые компьютеры в сети владеют и распоряжаются информационно-вычислительными ресурсами, такими, как процессоры, файловая система, почтовая служба, служба печати, базы данных. Другие же компьютеры имеют возможность обращаться к этим службам, пользуясь услугами первых.

Компьютер, управляющий тем или иным ресурсом, принято называть сервером этого ресурса, а компьютер, желающий им воспользоваться — клиентом (рис. 1).

Конкретный сервер определяется видом ресурса, которым он владеет. Так, если ресурсом являются базы данных, то речь идет о сервере баз данных, назначение которого - обслуживать запросы клиентов, связанные с обработкой данных в базах; если ресурс - файловая система, то говорят о файловом сервере, или файл-сервере, и т.д.

В сети один и тот же компьютер может выполнять роль как клиента, так и сервера (рис. 2). Например, в информационной системе, включающей персональные компьютеры, большую ЭВМ и мини-компьютер, последний может выступать как в качестве сервера базы данных, обслуживая запросы от клиентов - персональных компьютеров, так и в качестве клиента, направляя запросы большой ЭВМ.

Рисунок 1 - Модель «клиент-сервер»

Этот же принцип распространяется и на взаимодействие программ. Если одна из них выполняет некоторые функции, предоставляя другим соответствующий набор услуг, то такая программа выступает в качестве сервера. Программы, которые пользуются этими услугами, принято называть клиентами.

Обработка информации данных строится на использовании технологии баз и банков данных. В базе информация организована по определенным правилам и представляет собой интегрированную совокупность взаимосвязанных данных. Такая технология обеспечивает увеличение скорости их обработки при больших объемах.

Рисунок 2 - Трехуровневая модель «клиент-сервер»

Обработка данных на внутримашинном уровне представляет собой процесс выполнения последовательности операций, задаваемых алгоритмом. Технология обработки прошла длинный путь развития.

Сегодня обработка данных осуществляется компьютерами или их системами. Данные обрабатываются прикладными программами пользователей.

Первостепенное значение в системах управления организациями имеет обработка данных для нужд пользователей, и в первую очередь для пользователей верхнего уровня.

В процессе эволюции информационных технологий заметно стремление упростить и удешевить для пользователей компьютеры, их программное оснащение и процессы, выполняемые на них.

Одновременно с этим пользователи получают все более широкий и сложный сервис со стороны вычислительных систем и сетей, что приводит к появлению технологий, получивших название клиент-сервер.

Ограничение числа сложных абонентских систем в локальной сети приводит к появлению компьютеров в роли сервера и клиента.

Реализация технологий «клиент-сервер» может иметь различия в эффективности и стоимости информационно-вычислительных процессов, а также в уровнях программного и технического обеспечения, в механизме связей компонентов, в оперативности доступа к информации, ее многообразии и т.д.

Получение разнообразного и сложного сервиса, организованного в сервере, делает работу пользователей более производительной и стоит пользователям дешевле, чем сложное программно-техническое оснащение многих компьютеров-клиентов.

Технология клиент-сервер, как более мощная, заменила технологию файл-сервер. Она позволила совместить достоинства однопользовательских систем (высокий уровень диалоговой поддержки, дружественный интерфейс, низкая цена) с достоинствами более крупных компьютерных систем (поддержка целостности, защита данных, многозадачность).

В классическом понимании СУБД представляет собой набор программ, позволяющих создавать и поддерживать базу данных в актуальном состоянии. Функционально СУБД состоит из трех частей: ядра (базы данных), языка и инструментальных средств программирования.

Инструментальные средства программирования относятся к интерфейсу клиента, или внешнему интерфейсу. Они могут включать процессор обработки данных на языке запросов. Язык — это совокупность процедурных и непроцедурных команд, поддерживаемых СУБД. Наиболее употребительными языками являются SQL и QBE. Ядро выполняет все остальные функции, которые, включены в понятие «обработка базы данных».

Основная идея технологии клиент-сервер заключается в том, чтобы серверы расположить на мощных машинах, а приложения клиентов, использующих язык, — на менее мощных машинах. Тем самым будут задействованы ресурсы более мощного сервера и менее мощных машин клиентов.

Ввод-вывод к базе основан не на физическом дроблении данных, а на логическом, т.е. сервер отправляет клиентам не полную копию базы, а только логически необходимые порции, тем самым сокращая трафик сети.

Трафик сети — это поток сообщений сети. В технологии клиент-сервер программы клиента и его запросы хранятся отдельно от СУБД.

Сервер обрабатывает запросы клиентов, выбирает необходимые данные из базы данных, посылает их клиентам по сети, производит обновление информации, обеспечивает целостность и сохранность данных.

Основные достоинства систем «клиент-сервер» состоят в следующем:

• низкая нагрузка на сеть (рабочая станция посылает серверу базы данных запрос на поиск определенных данных, сервер сам осуществляет поиск и возвращает по сети только результат обработки запроса, т.е. одну или несколько записей);
• высокая надежность (СУБД, основанные на технологии «клиент-сервер», поддерживают целостность транзакций и автоматическое восстановление при сбое);
• гибкая настройка уровня прав пользователей (одним пользователям можно назначить только просмотр данных, другим просмотр и редактирование, третьи вообще не увидят каких-либо данных);
• поддержка полей больших размеров (поддерживаются типы данных размер которых может измеряться сотнями килобайт и мегабайт).

Однако системам «клиент-сервер» присущи также и недостатки:

• трудность администрирования, вследствие территориальной разобщенности и неоднородности компьютеров на рабочих местах;
• недостаточная степень защиты информации от несанкционированных действий;
• закрытый протокол для общения клиентов и сервера, специфичный для данной информационной системы.

Для устранения указанных недостатков используется архитектура систем Интранет, сконцентрировавших и объединивших в себе лучшие качества централизованных систем и традиционных систем «клиент-сервер».

1.1 Основные виды технологии распределенной обработки данных

Рассмотрим основные виды технологии распределенной обработки данных.

1. Технология клиент-сервер, ориентированная на автономный компьютер, т.е. и клиент, и сервер размещены на одной ЭВМ.

По функциональным возможностям такая система аналогична централизованной СУБД. Ни распределенная обработка, ни распределенная СУБД не поддерживаются.

1. Технология клиент-сервер, ориентированная на централизованное распределение.

При использовании этой технологии клиент получает доступ к данным одиночного удаленного сервера, данные могут только считываться, динамический доступ к данным реализуется посредством удаленных транзакций и запросов, их число должно быть невелико, чтобы не снизилась производительность системы.

1. Технология клиент-сервер, ориентированная на локальную вычислительную сеть.

Эта технология характеризуется следующими особенностями:

• единственный сервер обеспечивает доступ к базе;
• клиент формирует процесс, отвечающий за содержательную обработку данных, их представление и логический доступ к базе;
• доступ к базе данных замедлен, так как клиент и сервер связаны через локальную

сеть.

1. Технология клиент-сервер, ориентированная на изменения данных в одном месте.

В случае применения этой технологии:

• реализуется обработка распределенной транзакции;
• удаленные серверы не связанны между собой сетью ЭВМ, т.е. отсутствует сервер-координатор;
• клиент может изменять данные только в своей локальной базе;
• возникает опасность «смертельных объятий», т.е. ситуация, когда задача А ждет записи, заблокированные задачей В, а задача В ждет записи, заблокированные задачей А.

Поэтому распределенная СУБД должна иметь средство контроля совпадений противоречивых запросов. Распределение данных реализует метод расчленения.

1. Технология клиент-сервер, ориентированная на измерение данных в нескольких местах.

В отличие от предыдущей технологии здесь имеется сервер-координатор, поддерживающий протокол передачи данных между различными серверами. Возможна обработка распределенных транзакций в разных удаленных серверах. Это создает предпосылки разработки распределенной СУБД. Реализуется стратегия смешанного распределения путем передачи копий с помощью СУБД.

1. Технология клиент-сервер, ориентированная на распределенную СУБД.

Она обеспечивает стратегию разбиения и дублирования, позволяет получить более быстрый доступ к данным. Распределенная СУБД обеспечивает независимость клиента от места размещения сервера, глобальную оптимизацию, распределенный контроль целостности базы, распределенное административное управление.

Во всех технологиях существуют два способа связи прикладных программ клиента и сервера баз данных: прямой и непрямой. При прямом соединении прикладная программа клиента связывается непосредственно с сервером базы данных, а при непрямом - доступ к удаленному серверу обеспечивается средствами локальной базы. Возможно объединение обоих способов.

Использование технологии клиент-сервер позволяет перенести часть работы с сервера на ЭВМ клиента, оснащенную инструментальными средствами для выполнения его профессиональных обязанностей.

Тем самым данная технология позволяет независимо наращивать возможности сервера баз данных и совершенствовать инструментальные средства клиента. Недостаток технологии клиент-сервер заключается в повышении требований к производительности ЭВМ — сервера, в усложнении управления вычислительной сетью, а при отсутствии сетевой СУБД — в сложности организации распределенной обработки.

Под операционной средой сервера баз данных понимают возможности операционной системы компьютера и сетевой операционной системы.

Серверы баз данных рассчитаны на поддержку большого числа различных типов приложений. Для реализаций интерфейса с сервером базы данных можно использовать объектно-ориентированные средства, электронные таблицы, текстовые процессоры, графические пакеты, настольные издательства и другие информационные технологии.

Глава 2 Технология «клиент-сервер» на основе виртуализации

Виртуализация – это технология программной реализации доступа нескольким устройствам удаленного хранилища данных другого устройства, а также логическое объединение устройств. Виртуальная машина имитирует работу реальной машины на компьютере пользователя.

Облачные вычисления – это предоставление пользователю вычислительных служб через Интернет («облако»).

Облака различаются по типам: общедоступное, приватное, гибридное.

Облачные службы включают типы:

• Инфраструктура как услуга (IaaS) – пользователю предоставляется вся инфраструктура облака, то есть серверы, хранилища, сети и операционные системы. Облачным поставщикам пользователь платит за «аренду» перечисленных компонентов.

• Платформа как услуга (PaaS) – пользователю предоставляется среда для разработки собственных приложений (необходимые для разработки инфраструктура сервера, хранилища, сеть и базы данных обслуживаются поставщиком услуг).

• Программное обеспечение как услуга (SaaS) – пользователю предоставляется программное обеспечение, остальные вопросы (размещение и управление программами и инфраструктурой) решают облачные поставщики.

Проанализировав принципы работы и типы облаков была выбрана тема:

«Распределение и контроль доступной памяти вычислительных сервисов между процессами пользователей в общедоступном облаке».

Инфраструктуру общедоступного облака реализуют поставщики услуг с использование облачных технологий. Поставщик услуг, применяя технологии виртуализации, развертывает IT-ресурсы и осуществляет их администрирование, объединение в пулы, и совместное использование заказчиками через Интернет.

Главные принципы предоставления облачных вычислений: вычислительные ресурсы выделяются по потребности, вычислительные ресурсы оплачиваются по потреблению.

При работе с облаком пользователь через сервис обращается, прежде всего, к виртуальному серверу. Множество пользователей используют при облачных вычислениях разные виртуальные сервера (зависит от конфигурации, т. е. от состава предоставляемых поставщиком услуг). Виртуальные сервера реализованы на физических серверах (хостах) в ЦОД (центре обработки данных). Хост отвечает за память, ядра CPU и сетевые соединения доступные виртуальному серверу. Виртуальные машины могут перемещаться между физическими. За виртуализацию отвечает специальное программное обеспечение – гипервизор, который перекидывает виртуальные машины между серверами при необходимости и выделяет ресурсы внутри сервера.

В итоге можно выделить следующие проблемы:

• Проблема равномерной нагрузки процессами пользователей виртуальных и физических серверов;

• Проблема предоставления одновременного распределенного доступа к сервису нескольким пользователям;

• Проблема выбора гипервизора под конкретный хост;

• Проблема большого энергопотребления незанятым (в режиме ожидания) сервером;

• Проблема перераспределения памяти при покупке пользователем новой конфигурации с большим пространством для работы или хранения данных;

• Проблема стабильного интернет-соединения к хосту;

• Проблема учета потребления ресурсов.

Общий принцип функционирования облака предполагает, что данные (программы) пользователя хранятся на виртуальных серверах, которые реализованы на физическом сервере. Пользователь получает данные при интернет-соединении с ресурсом (сайтом или приложением) облака и обращении к оперативной памяти (в случае процессов) виртуального сервера. Данный сервер имеет определенные параметры: частоты и количества процессорных ядер, объема оперативной памяти, типа и объема жесткого диска.

Особенность виртуального сервера состоит в простом изменении (добавление памяти, увеличение частоты и т. д.) и в том, что он не имеет аппаратной части. При поломке сервер легко скопировать и перенести на другое хранилище.

Физический сервер тяжелее переносит нагрузки и при поломке требует замены. В связи с этим для постоянной работы в облаке требуется установление лимита нагрузки исходя из параметров машины и перераспределение нагрузки процессами пользователей на виртуальные и физические серверы.

Одновременный (общий, совместный) доступ в облаке можно описать как сервис, предоставляющий множеству пользователей одновременный доступ к общему набору файловых данных в облаке. Разрешения, определяемые администратором для отдельных пользователей и групп, позволяют строго контролировать доступ к данным общих файлов и соблюдать безопасность общего доступа к файлам.

Проблема одновременного доступа к одному и тому же сервису в облаке может привести к созданию нескольких копий редактируемого файла, блокировке файла или остановке функционирования сервиса при большом количестве пользователей.

Облачные вычисления подразумевают применение технологий виртуализации систем. Чаще всего этот процесс осуществляется с использованием гипервизора.

Гипервизор ― это программное обеспечение для виртуализации системных ресурсов.

Существует два типа гипервизоров:

• тип 1 (развертывается и работает на компьютере без операционной системы),
• тип 2 (работает поверх уже установленной операционной системы).

Чтобы выбрать определенный гипервизор, необходимо сравнить показатели производительности гипервизоров: нагрузка на процессор, размер максимальной памяти и поддержка виртуальных процессоров. Если в облачных услугах используются разнородные системы, то нужно выбирать гипервизор, который поддерживает те операционные системы.

Гипервизор позволяет выполнять несколько виртуальных систем (и несколько операционных систем и приложений) на одном сервере. Такой подход обеспечивает экономию при масштабировании и повышение эффективности.

Важнейшим фактором затрат при работе центра обработки данных (ЦОД) является энергопотребление. Все электронные устройства в составе ЦОД выделяют тепло, что приводит к необходимости охлаждения. При большом энергопотреблении понижается вычислительная мощность и увеличиваются затраты на поддержание определенного климата в помещении. Отведение тепла требует затрат на электроэнергию для охлаждения ЦОД. Причем, данные расходы пропорциональны расходам на обслуживание компьютерного оборудования, а иногда даже превосходят их.

Проблему энергопотребления отражает термин энергоэффективность. Чем неэффективнее отдельные компоненты, тем хуже энергоэффективность всего ЦОД. Часть потребления электроэнергии в ЦОД приходится на серверы, которые можно только выключить, чтобы заметно снизить общее энергопотребление. Но никто в этом не заинтересован, так как серверы – основное оборудование для хранения и манипулирования данными облака.

Облачные хранилища позволяют пользователям создавать копии файлов (или хранить оригиналы файлов) и загружать их в сеть. Ячейка памяти в облаке доступна с любого устройства, имеющего выход в интернет. Принцип работы (алгоритмы сжатия и хранения информации) определенного облачного хранилища засекречен компаниями поставщиков облачных услуг. Данные сведения остаются недоступны с целью обеспечения безопасности данных пользователей. Однако, существует общая схема работы облачного хранилища.

Центр обработки данных имеет большой запас мощности. Серверы постоянно нуждаются в ремонте и иногда выходят из строя. Чтобы пользователь всегда имел доступ к собственным файлам ЦОД имеет избыточные серверы, содержащие копии всех данных. Когда в ЦОДе проводится проверка серверов, машины отключают таким образом, чтобы хотя бы одна из копий была доступна для пользователя.

Алгоритм работы ЦОДа при загрузке пользователем данных в облако:

1. Запрос на загрузку отправляется на главный компьютер сервиса –распределительный сервер.

2. Сервер обрабатывает запрос и направляет данные в папку, принадлежащую пользователю. Попутно он вычисляет оставшееся количество памяти, доступное клиенту согласно выбранной конфигурации.

3. В ходе загрузки файлы распределяются между несколькими серверами и копируются в запасное хранилище. Распределение файлов происходит по методам распределения постоянной памяти сервера (хоста). При этом часто используется метод виртуальной памяти. Загрузка на разные серверы происходит параллельно.

В любом случае облачный поставщик не будет предлагает пользователю свободного пространства хранилища, которого у него нет. Скорость загрузки файла в облако будет зависеть от скорости интернет-соединения, скорости работы алгоритма загрузки и параметров используемой вычислительной техники.

Облако реализуется на базе вычислительной техники центра обработки данных (ЦОД). Доступ к облаку будет зависеть от установленного сетевого оборудования, наличия бесперебойного питания, своевременной оплаты услуг провайдера сети интернет (причем с двух сторон: как со стороны пользователя облаком, так и со стороны поставщика облака), надежности провайдера интернета, территориального расположения в зоне действия сети.

Отсутствие интернет соединения приводит к недоступности облака, остановке работы пользователя, недовольству пользователя и, возможно, как последствие, отказ от услуг данного облачного поставщика.

Поставщик облачных услуг автоматически ведет учет потребляемых пользователями ресурсов (объём хранимых данных, пропускная способность, количество пользователей, количество транзакций, дисковое пространство, оперативная память, параметры сети (лимит на интернет)). На основе этих данных поставщик оценивает объем предоставленных услуг. Необходимо также вовремя выявлять нехватку ресурсов по конфигурации и сообщать об этом пользователю в виде статистических данных (схем, диаграмм).

Учет ресурсов (биллинг) позволит поставщику облака определить нуждается ли его центр обработки данных (ЦОД) в аппаратных и программных дополнениях, чтобы полностью удовлетворить потребности пользователя. Кроме того, по статистическим данным удобно анализировать расходы.

Предоставление облачных услуг связано с различными видами затрат. Однако, существуют условия, которые просто необходимы для работы облака.

Основными условиями для нормального функционирования облака являются:

• наличие оборудования для работы облака,
• наличие избыточных (запасных) серверов,
• энергообеспечение оборудования,
• поддержание климата в помещениях с серверами,
• своевременная оплата трафика сети Интернет поставщиком облака,
• стабильный доступ в сеть Интернет.

Рассмотрев проблемы по отдельности были сделаны выводы:

• Проблема равномерной нагрузки процессами пользователей виртуальных и физических серверов незначительно ускоряет время износа физического сервера, что и так происходит со временем.
• Проблема предоставления одновременного распределенного доступа к сервису нескольким пользователям влияет только на программную сторону работы облака, и никак не мешает его функционированию.
• Проблема выбора гипервизора под конкретный хост зависит от характеристик оборудования. Видов гипервизора существует достаточно, чтобы выбрать нужное программное обеспечение под определенный сервер (хост).
• Проблема большого энергопотребления незанятым (в режиме ожидания) сервером не является существенной, так как энергопотребление сервера все же меньше, чем энергопотребление остального оборудования и систем охлаждения.
• Проблема перераспределения памяти при покупке пользователем новой конфигурации с большим пространством для работы или хранения данных влияет на скорость и оперативность работы облака, и зависит от работоспособности сервера или наличия избыточного сервера.
• Проблема стабильного интернет-соединения к хосту зависит от исправности сетевого оборудования.
• Проблема учета потребления ресурсов заключается в контроле потребления пользователем услуг. Данная проблема скорее носит бухгалтерский характер.

Совместив одни проблемы с другими проблемами был сделан общий вывод по значимости проблем. Важность проблем в порядке убывания отображена в списке:

1. Проблема стабильного интернет-соединения к хосту.
2. Проблема учета потребления ресурсов.
3. Проблема перераспределения памяти при покупке пользователем новой конфигурации с большим пространством для работы или хранения данных.
4. Проблема равномерной нагрузки процессами пользователей виртуальных и физических серверов.
5. Проблема выбора гипервизора под конкретный хост.
6. Проблема большого энергопотребления незанятым (в режиме ожидания) сервером.
7. Проблема предоставления одновременного распределенного доступа к сервису нескольким пользователям.

В результате анализа проблем была выявлена существенная проблема для дальнейшего рассмотрения, которая оказалась первой в списке. Действительно, все перечисленные проблемы, конечно, требуют материальных расходов. Однако если нет доступа к облаку через сеть Интернет, то остальные проблемы не имеют веса, потому что пользователь о них и не узнает при отсутствии подключения.

Глава 3. Технологии «клиент-сервер» на примере использования файлового сервера Windows Server 2012

3.1 Выбор оборудования и подготовка сервера

Операционная система Windows Server 2012 расширяет базовые возможности операционной системы Windows Server и предоставляет новые мощные средства, помогая организациям всех размеров повышать управляемость, доступность и гибкость в соответствии с изменяющимися требованиями бизнеса. Новые веб-средства, технологии виртуализации, средства управления и расширенные возможности масштабирования экономят время, снижают затраты и предоставляют надежную платформу для создания ИТ-инфраструктуры организации. Windows Server 2012 содержит новые и усовершенствованные средства и возможности в следующих пяти категориях.

Перед установкой Windows Server 2012 как в лабораторной, так и в производственной среде необходимо удостовериться, что выбранное оборудование отвечает минимальным требованиям к системе. В большинстве ситуаций соответствия оборудования официальным минимальным требованиям далеко не достаточно. При проектировании и выборе технических характеристик системы для нового серверного решения даже предлагаемых Microsoft оптимальных требований к системе может оказаться не достаточно. Поэтому рекомендуется оценивать характеристики сервера для выбранной серверной роли с учетом нагрузки во время развертывания и возможности ее увеличения в будущем. Для работы с Windows Server 2012 компьютер должен удовлетворять следующим требованиям:

Компонент	Требование
Процессор	1,4 ГГц (процессор с архитектурой x64)
Память	Минимальный объем: 512 МБ Максимальный объем: Foundation — 8 ГБ, Standard — 32 ГБ, Enterprise — 2 ТБ
Требования к свобод­ному пространству на диске	Минимальный объем: 32 ГБ Foundation — 10 ГБ или более. На компьютерах, осна­щенных более чем 16 ГБ ОЗУ, потребуется больше мес­та на диске для файлов подкачки, спящего режима и дампа памяти
Монитор	Монитор с разрешением Super VGA (800x600) или бо­лее высоким
Прочее	Дисковод для DVD-дисков, клавиатура и мышь (Microsoft) или совместимое указывающее устройство, доступ в Интернет

В Windows Server 2012 поддерживается использование процессоров только с 64-разрядной архитектурой. Серверы, работающие под управлением процессоров с 32-разрядной архитектурой не поддерживаются.

Будем использовать следующее оборудование под файловый сервер, где имеется возможно использовать RAID:

• Aquarius Server T50 D67.

Рисунок 3 – Aquarius Server T50 D67

Таблица 1. Основные характеристики Aquarius Server T50 D67

Процессор (базовый - максимальный)	До 2 Intel® Xeon® E5-2600, 10 – 20 MB кэш, 1.80 – 2.90 GHz, 6.40 / 7.20 / 8.00 GT/s
Частота системной шины (МГц)	6.40 / 7.20 / 8.00 GT/s
Оперативная память (Мбайт, базовый - максимальный)	512 GB ECC DDR3 RDIMM (16 слотов) 1600/1333/1066/800 MHz
Слоты расширения	Low-profile  4* PCI-E x16 (Gen3 x16 Link) + 1*PCI-E x16 (Gen3 x8 Link)  или  3* PCI-E x16 (Gen3 x16 Link) + 3*PCI-E x16 (Gen3 x8 Link)
Видеоконтроллер	16MB, встроенный
Жесткие диски (в базовой конфигурации)	До 12 x 3.5” hot-swap HDD SAS/SATA макс.
Поддержка RAID (в базовой конфигурации)	SATA RAID 0, 1, 10, 5, 6, 50, 60
Горячая замена жестких дисков	До 12 x 3.5” hot-swap HDD SAS/SATA
Сетевой адаптер	1 x Quad Port Intel Ethernet Controller i350-AM4
Корпус и его габариты, мм (Ш х В х Г)	Rack 2U (для монтажа в шкаф глубиной 900 или 1000 мм)  444 x 87 x 615
Габаритные размеры упаковки, мм (Ш х В х Г)	595.1 x 256.2 x 791.5

3.2 Установка роли и вспомогательных компонентов

Файловый сервер предоставляет централизованное место для хранения и совместного использования файлов по сети. Когда много пользователей нуждается в доступе к одним и тем же файлам и данным приложений, необходимо настроить файловые серверы в домене.

Если роль Файловые службы уже установлена на сервере и необходимо установить дополнительные службы для файлового сервера, добавить службы роли на сервер можно аналогичным способом.

В более ранних версиях операционной системы Microsoft Windows Server все серверы устанавливались с базовыми файловыми службами.

В случае с Windows Server 2012 нужно специально настроить сервер в качестве файлового сервера, добавив роль Файловые службы (File Services) и настроив эту роль использовать надлежащие службы роли.

В таблице 2 предоставлен обзор служб роли, связанных с ролью Файловые службы. При установке роли Файловые службы может понадобиться также установка следующих дополнительных компонентов, доступных в мастере добавления компонентов (Add Roles And Features Wizard):

1. Система архивации данных Windows Server (Windows Server Backup) — стандартная утилита архивации, входящая в состав Windows Server 2012;
2. Enhanced Storage — предоставляет дополнительные функции устройств с поддержкой аппаратного шифрования и расширенного хранения. Такие устройства используют стандарт IEEE 1167 (Institute of Electrical and Electronic Engineers) для предоставления расширенной безопасности, которая может включать аутентификацию на аппаратном уровне устройства хранения данных;
3. Multipath I/O — предоставляет поддержку для использования множественных путей данных между файловым сервером и устройством хранения данных. Серверы используют пути ввода-вывода для избыточности в случае сбоя пути и для повышения производительности передачи данных.
4. Если двоичные файлы утилит были удалены, нужно установить утилиты из определенного источника.

Таблица 2. Службы ролей для Файловых служб

Служба роли	Описание
Служба BranchCache для сетевых файлов (BranchCache For Network Files)	Позволяет компьютерам в филиале кэшировать часто используемые файлы в совместно используемых папках. Такое решение использует методы дедупликации данных, чтобы оптимизировать передачу данных по глобальным сетям (WAN) к филиалам
Дедупликация данных (Data Deduplication)	Для достижения большей эффективности хранения использует разделение файлов на блоки переменного размера и сжатие. Суть процесса заключается в том, чтобы хранить большее количество данных на меньшем пространстве в небольших (32—128 Кбайт) блоках разного размера, определяя дублирующие блоки и сохраняя одну копию для каждого блока. Оптимизированные файлы хранятся как точки повторного анализа. После дедупликации файлы на томе больше не хранятся как потоки данных, а вместо этого они заменяются заглушками, указывающими на блоки данных, хранящиеся в общем хранилище блоков
Пространства имен распределенной файловой системы (DFS)	(DFS Namespaces) Позволяет группировать совместно используемые папки, находящиеся на разных серверах в одном или нескольких логически структурированных пространствах имен. Каждое пространство имен появляется как единственная общая
	папка с серией подпапок. Однако структура пространства имен может быть получена из совместно используемых папок на множественных серверах в различных сайтах
Репликация DFS (DFS Replication)	Позволяет синхронизировать папки на множественных серверах, находящихся в локальной или глобальной сети с использованием механизма репликации multimaster. Механизм репликации использует протокол RDC (Remote Differential Compression) для синхронизации порций файлов, которые изменились с момента последней репликации. Использовать репликацию DFS допускается с пространствами имен DFS или без них. Когда домен работает в режиме Windows Server 2008 или выше, контроллеры домена используют репликацию DFS для обеспечения большей отказоустойчивой репликации каталога SYSVOL
Файловый сервер (File Server)	Позволяет управлять совместно используемыми файлами, к которым пользователи могут получить доступ по всей сети
Диспетчер ресурсов файлового сервера (FSRM) File Server Resource Manager (fSRM)	Устанавливает набор утилит, которые администраторы могут использовать для лучшего управления хранимыми на сервере данными. Посредством FSRM администраторы могут генерировать отчеты хранения данных, настраивать квоты, определять политики файлов
Служба агента VSS файлового сервера (File Server VSS Agent Service)	Позволяет VSS-совместимым утилитам резервного копирования создавать непротиворечивые теневые копии (снимки) приложений, которые хранят файлы данных на файловом сервере
Сервер цели iSCSI (iSCSI Target Server)	Превращает любой Windows Server в доступное по сети блочное
	устройство хранения, которое может использоваться для тестирования приложений перед развертыванием SAN-хранилища. Поддерживает совместно используемые хранилища на не-Windows iSCSI-инициаторах и сетевую/бездисковую загрузки для бездисковых серверов
Поставщик целевого хранилища iSCSI (iSCSI Target Storage Provider)	Поддерживает управление виртуальными дисками iSCSI и теневыми копиями (снимками) из iSCSI-инициатора
Сервер для NFS (Server for NFS)	Предоставляет решение обмена файлами для предприятий со смешанной средой Windows и UNIX. После установки служб для сетевой файловой системы (Network File System, NFS) пользователи смогут обмениваться файлами между Windows Server и UNIX с помощью протокола NFS
Службы хранилища (Storage Services)	Позволяет управлять хранилищем, в том числе пулами и пространствами. Пулы хранилищ группируют диски так, что можно создать виртуальные диски из доступной емкости. Каждый созданный вами виртуальный диск — это пространство хранилища

Рисунок 4 - Установка роли файлового сервера

Рисунок 5 - Установка роли файлового сервера

3.3 Настройка общего ресурса

Параметры общего доступа на компьютере определяют способ предоставления общего доступа к файлам. Операционная система Windows Server 2012 поддерживает две модели предоставления общего доступа к файлам.

Стандартный общий доступ к файлам позволяет удаленным пользователям получать доступ к файлам, папкам и дискам по сети. При предоставлении общего доступа к папке или диску все файлы и подпапки в этой папке (на диске) станут доступными определенным пользователям. Разрешения общего доступа и разрешения доступа используются для определения, кто получит доступ к общим файлам и каким будет уровень этого доступа. Не нужно перемещать файлы, к которым предоставляется общий доступ.

Папка Общие предоставляет локальным и удаленным (если установлено) пользователям доступ к любым файлам, помещенным в папку %SystemDrive%\Пользователи\ Общие (%SystemDrive%\Users\Public) компьютера. Разрешения доступа на папке Общие определяют, какие пользователи и группы могут получить доступ к общим файлам, и задают уровень этого доступа. При копировании или перемещении файлов в папку Общие разрешения доступа файлов изменяются так, чтобы они совпадали с разрешениями папки Общие. Также добавляются некоторые дополнительные разрешения. Когда компьютер — часть рабочей группы, можно добавить защиту паролем для папки Общие.

Отдельная защита паролем не нужна в домене. В домене только пользователи домена (группа Domain Users) имеют доступ к папке Общие.

Со стандартным общим доступом к файлам локальные пользователи автоматически не получают доступ к любым данным, сохраненным на компьютере. Администратор контролирует локальный доступ к файлам и папкам, используя параметры безопасности на локальном диске. При использовании папки Общие файлы, скопированные или перемещенные в эту папку, доступны любому пользователю, зарегистрировавшемуся локально. Также можно предоставить сетевой доступ к папке Общие. В результате, однако, папка Общие и все ее содержимое будет открыто каждому, кто может получить доступ к компьютеру по сети.

Операционная система Windows Server 2012 добавляет новые слои безопасности с помощью комплексной проверки подлинности, технологии идентификации на основе требований и политик централизованного доступа. В Windows 8 и Windows Server 2012 можно назначить идентификацию на основе требований к ресурсам файла и папки на томах NTFS и ReFS. В Windows Server 2012 пользователям доступ к ресурсам файла и папки предоставляется непосредственно с помощью разрешений доступа и разрешений общего доступа или косвенно с помощью идентификации на основе требований и политик централизованного доступа.

SMB 3.0 позволяет шифровать данные, передающиеся по сети. Можно включить SMB-шифрование для общих ресурсов на NTFS- и ReFS-томах. SMB- шифрование работает только тогда, когда компьютер, запрашивающий данные из SMB-ресурса (либо стандартный общий ресурс, либо DFS-ресурс), и сервер поддерживают SMB 3.0. Операционные системы Windows 8 и Windows Server 2012 поддерживают SMB 3.0 (они используют клиент SMB 3.0).

Хотя ReFS обеспечивает высоконадежную файловую систему, имейте в виду, что ReFS не поддерживает теневые копии. Поэтому, если создаете общие ресурсы на томах ReFS, пользователи не смогут вернуться к предыдущим версиям файлов и папок, сохраненных в этих общих ресурсах.

Папка Общие разработана для предоставления пользователям общего доступа к файлам и каталогам из одного расположения. В этом случае следует скопировать или переместить файлы, к которым нужно предоставить общий доступ, в папку %SystemDrive%\ Пользователи\Общие (%SystemDrive%\Users\Public) компьютера. Доступ к общим файлам можно получить из Проводника. Дважды щелкните по системному диску, а затем перейдите в папку Пользователи\Общие (Users\Public).

В папке Общие есть несколько подпапок, которые можно использовать для организации общих файлов.

Общий рабочий стол (Public Desktop) — используется для предоставления общего доступа к элементам рабочего стола. Любые файлы и ярлыки программ, помещенные в эту папку, появятся на рабочем столе всех пользователей, которые зайдут на этот компьютер (и всех сетевых пользователей, если к папке Общие был предоставлен сетевой доступ).

Общие документы (Public Documents), Общая музыка (Public Music), Общие изображения (Public Pictures), Общие видео (Public Videos) — используются для предоставления общего доступа к документам и файлам мультимедиа. Все файлы, помещенные в одну из этих папок, доступны всем пользователям, которые зашли на этот компьютер (и всем сетевым пользователям, если к папке Общие был предоставлен сетевой доступ).

Общие загруженные файлы (Public Downloads) — используются для предоставления общего доступа к загруженным файлам. Любые загрузки, помещенные в подпапку Общие загруженные файлы, станут доступны всем пользователям, которые зашли на этот компьютер (и всем сетевым пользователям, если к папке Общие был предоставлен сетевой доступ).

По умолчанию доступ к папке Общие есть у любого пользователя с учетной записью и паролем. При копировании или перемещении файлов в папку Общие разрешения доступа изменяются так, чтобы соответствовать папке Общие, а также добавляются некоторые дополнительные разрешения.

Можно изменить настройки общего доступа папки Общие двумя основными способами.

Разрешить пользователям, которые зарегистрировались на компьютере, просматривать и управлять общими файлами, но запретить сетевым пользователям доступ к этим файлам. После настройки этой опции неявные группы Интерактивные (Interactive), Пакетные файлы (Batch) и Служба (Service) получат особые разрешения для публичных файлов и папок.

Разрешить пользователям с сетевым доступом просматривать и управлять общими файлами. Это разрешит сетевым пользователям открывать, изменять, создавать и удалять публичные файлы. Неявной группе Все (Everyone) будут предоставлены полные права к публичным файлам и папкам.

Операционная система Windows Server 2012 может использовать одну или обе модели совместного использования в любое время. Однако стандартный общий доступ к файлам более безопасен и предоставляет лучшую защиту, чем использование папки Общие, а улучшение безопасности очень важно для защиты данных организации. Со стандартным общим доступом к файлам, разрешения общего доступа используются только тогда, когда пользователь пытается получить доступ к файлу или папке с другого компьютера по сети. Права доступа (разрешения доступа) используются всегда, независимо от того, зарегистрировался ли пользователь локально или удаленно для получения доступа к файлу или папке по сети.

Если доступ к данным осуществляется удаленно, сначала применяются разрешения общего доступа, а затем — обычные разрешения доступа.

Можно настроить параметры базового общего доступа, используя опцию Дополнительные параметры общего доступа (Advanced Sharing Settings) в Центре управления сетями и общим доступом (Network and Sharing Center). Отдельные параметры предусмотрены для сетевого обнаружения, общего доступа к файлам и принтерам.

Заключение

В основе широкого распространения локальных сетей компьютеров лежит известная идея разделения ресурсов. Высокая пропускная способность локальных сетей обеспечивает эффективный доступ из одного узла локальной сети к ресурсам, находящимся в других узлах.

Развитие этой идеи приводит к функциональному выделению компонентов сети: разумно иметь не только доступ к ресурсами удаленного компьютера, но также получать от этого компьютера некоторый сервис, который специфичен для ресурсов данного рода и программные средства. Так мы приходим к различению рабочих станций и серверов локальной сети.

Рабочая станция предназначена для непосредственной работы пользователя или категории пользователей и обладает ресурсами, соответствующими локальным потребностям данного пользователя.

Сервер локальной сети должен обладать ресурсами, соответствующими его функциональному назначению и потребностям сети. Заметим, что в связи с ориентацией на подход открытых систем, правильнее говорить о логических серверах (имея в виду набор ресурсов и программных средств, обеспечивающих услуги над этими ресурсами), которые располагаются не обязательно на разных компьютерах. Особенностью логического сервера в открытой системе является то, что если по соображениям эффективности сервер целесообразно переместить на отдельный компьютер, то это можно проделать без потребности в какой-либо переделке как его самого, так и использующих его прикладных программ.

Список литературы

• 1. Барановская, Т.П. Информационные системы и технологии в экономике: Учебник. - 2-е изд. / Т.П. Барановская, В.И. Лойко, М.И. Семенов, А.И. Трубилин; Под ред. В.И. Лойко. - М.: Финансы и статистика, 2003. - 416 с.
  2. Благодатских, В.А. Стандартизация разработки программных средств: Учеб. пособие / В. А. Благодатских, В.А. Волнин, К.Ф. Поскакалов. - М.: Финансы и статистика, 2003. - 288 с.
  3. Бройдо, В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник. - 2-е изд. / В.Л. Бройдо. - СПб.: Питер, 2003. - 704 с. - (Серия «Учебники для вузов»).
  4. Гайдамакин, Н.А. Автоматизированные информационные системы, базы и банки данных. Вводный курс: Учеб. пособие. / Н.А. Гайдамакин. - М.: Гелиос АРВ, 2002. - 368 с.
  5. Колин, К.К. Социальная информатика: Учеб. пособие. / К.К. Колин. - М.: Академический проект; М.: Фонд «Мир», 2003. - 432 с. (Серия «Gaudeamus).
  6. А. Е. Кононюк. Облачные технологии. Фундаментальная теория облачных технологий. Книга 1 – Киев, «Освита Украины» - 2018 г.
  7. Ворожцов А. С., к.т.н., доцент, доцент кафедры ИС МТУСИ, Тутова Н. В., к.т.н., доцент кафедры ИС МТУСИ, Тутов А. В., аспирант МТУСИ. Статья в выпуске #7-2015 журнала T-Comm Vol.9. Методика оптимального распределения виртуальных серверов в центрах обработки данных. – Москва, МТУСИ.
  8. А.Н. Привалов, д-р техн. наук, проф., зав. Кафедрой, ТГПУ, А.К. Клепиков, асп. ТГПУ. Статья «Модель распределения ресурсов при “облачных” вычислениях» - Тула, ТГПУ им. Л.Н. Толстого.
  9. Kingston Technology – компания. Статья «Что скрывают за собой Cloud Service услуги, как они аппаратно реализованы и что дают конечному пользователю» Интернет-источник – «habr», 2006 – 2019 г. Доступ: https://habr.com/ru/company/kingston_technology/blog/404109/
  10. СТОРУС – компания. Статья «Виртуализация хранилищ данных. Часть 1» Интернет-источник - "СТОРУС", 2003 – 2019 г. Доступ: http://storusint.com/articles/san_raidar_ps_virtualization.html
  11. Павел Соловьёв. Статья «Введение в облачный хостинг». Интернет-источник – «DEVACADEMY.RU», 1970–2019 г. Доступ:https://devacademy.ru/article/vvedenie-v-oblachnyij-hosting/