Сравнительный анализ и оценка эксплутационных характеристик различных терминальных устройств информации в вычислительных системах

1.1 Архитектура терминальных устройств

В компьютерных технологиях трёхуровневая архитектура, синоним трёхзвенная архитектура (по англ. three-tier или Multitier architecture) предполагает наличие следующих компонентов приложения: клиентское приложение (обычно говорят "тонкий клиент" или терминал), подключенное к серверу приложений, который в свою очередь подключен к серверу базы данных. Спесивцев А.Ю.; Вегнер; Крутяков Защита информации в персональных ЭВМ, В.А.; А.В.; - М. : Радио и связь 2101c МП "Веста", 1992. - 191 с.; 20 см ISBN 5-256-01137-5

· Терминал - это интерфейсный (обычно графический) компонент, который представляет первый уровень, собственно приложение для конечного пользователя. Первый уровень не должен иметь прямых связей с базой данных (по требованиям безопасности), быть нагруженным основной бизнес-логикой (по требованиям масштабируемости) и хранить состояние приложения (по требованиям надежности). На первый уровень может быть вынесена и обычно выносится простейшая бизнес-логика: интерфейс авторизации, алгоритмы шифрования, проверка вводимых значений на допустимость и соответствие формату, несложные операции (сортировка, группировка, подсчет значений) с данными, уже загруженными на терминал. Линдберг NetWare 5 : Рук. администратора : (Пер. с англ.) / К.Д.П. Линдберг - СПб. и др. : Питер, 2000. - 495 с.; 24 см. ISBN 5-8046-0077-X

· Сервер приложений располагается на втором уровне. На втором уровне сосредоточена большая часть бизнес-логики. Вне его остаются фрагменты, экспортируемые на терминалы (см.выше), а также погруженные в третий уровень хранимые процедуры и триггеры.

· Сервер базы данных обеспечивает хранение данных и выносится на третий уровень. Обычно это стандартная реляционная или объектно-ориентированная СУБД. Если третий уровень представляет собой базу данных вместе с хранимыми процедурами, триггерами и схемой, описывающей приложение в терминах реляционной модели, то второй уровень строится как программный интерфейс, связывающий клиентские компоненты с прикладной логикой базы данных.

В простейшей конфигурации физически сервер приложений может быть совмещен с сервером базы данных на одном компьютере, к которому по сети подключается один или несколько терминалов.

В "правильной" (с точки зрения безопасности, надежности, масштабирования) конфигурации сервер базы данных находится на выделенном компьютере (или кластере), к которому по сети подключены один или несколько серверов приложений, к которым, в свою очередь, по сети подключаются терминалы.

По сравнению с клиент-серверной или файл-серверной архитектурой можно выделить следующие достоинства трёхуровневой архитектуры:

· масштабируемость

· конфигурируемость - изолированность уровней друг от друга позволяет (при правильном развертывании архитектуры) быстро и простыми средствами переконфигурировать систему при возникновении сбоев или при плановом обслуживании на одном из уровней.

· высокая безопасность

· высокая надежность

· низкие требования к скорости канала (сети) между терминалами и сервером приложений.

· низкие требования к производительности и техническим характеристикам терминалов, как следствие снижение их стоимости. Терминалом может выступать не только компьютер, но и мобильный телефон к примеру. Стивенс, Уильям Ричард Протоколы TCP/IP : Практ. рук. / У.Р. Стивенс - СПб. : БХВ-Петербург 2101c Нев. диалект, 2003. - 671 с.; 24 см. ISBN 5-7940-0093-7

Недостатки вытекают из достоинств. По сравнению c клиент-серверной или файл-серверной архитектурой можно выделить следующие недостатки трёхуровневой архитектуры:

· более высокая сложность создания приложений

· сложнее в разворачивании и администрировании

· высокие требования к производительности серверов приложений и сервера базы данных, а, значит, и высокая стоимость серверного оборудования

· высокие требования к скорости канала (сети) между сервером базы данных и серверами приложений.

1.2 Тонкий клиент и толстый клиент

В компьютерных технологиях тонкий клиент - это компьютер-клиент сети с клиент-серверной архитектурой (точнее с терминальной архитектурой), который переносит все задачи по обработке информации на сервер. Таким образом, для работы тонкого клиента необходим терминальный сервер. Этим тонкий клиент отличается от толстого клиента, который, напротив, производит обработку информации независимо от сервера, используя последний в основном лишь для хранения данных. Примером тонкого клиента может служить компьютер с браузером, использующийся для работы с веб-приложениями. Кроме общего случая, следует выделить аппаратный тонкий клиент (например, Windows-терминал) - специализированное устройство, принципиально отличное от ПК. Аппаратный тонкий клиент не имеет жёсткого диска, использует специализированную локальную ОС (одна из задач которой организовать сессию с терминальным сервером для работы пользователя), не имеет в своём составе подвижных деталей, выполняется в специализированных корпусах с полностью пассивным охлаждением. Для расширения функциональности тонкого клиента прибегают к его "утолщению", например, добавляют возможности автономной работы, сохраняя главное отличие - работу в сессии с терминальным сервером. Когда в клиенте появляются подвижные детали, появляются возможности автономной работы, он перестаёт быть тонким клиентом в чистом виде, а становится универсальным клиентом. Тонкий клиент в большинстве случаев обладает минимальной аппаратной конфигурацией, вместо жесткого диска для загрузки локальной специализированной ОС используется DOM (DiskOnModule) модуль с разъёмом IDE, флэш-памятью и микросхемой, подыгрывающей логику обычного жёсткого диска - в BIOS определяется как обычный жёсткий диск, только размер его обычно на 2-3 порядка меньше. В некоторых конфигурациях системы тонкий клиент загружает операционную систему по сети с сервера, используя протоколы PXE, BOOTP, DHCP, TFTP и Remote Installation Services (RIS). Стивенс, Уильям Ричард Протоколы TCP/IP : Практ. рук. / У.Р. Стивенс - СПб. : БХВ-Петербург 2101c Нев. диалект, 2003. - 671 с.; 24 см. ISBN 5-7940-0093-7

Системы с толстым клиентом, напротив, реализуют основную логику обработки на клиенте, а сервер представляет собой в чистом виде сервер баз данных, обеспечивающий исполнение только стандартизованных запросов на манипуляцию с данными (как правило - чтение, запись, модификацию данных в таблицах реляционной базы данных). В системах такого класса требования к рабочей станции выше, а к серверу - ниже. Достоинство архитектуры - переносимость серверной компоненты на серверы различных производителей: все промышленные серверы баз данных реляционного типа поддерживают работу со стандартизованным языком манипулирования данными SQL, но внутренний встроенный язык обработки данных, необходимый для реализации логики обработки на сервере у каждого из серверов свой.

«Толстый» клиент содержит всю функциональность и интерфейсную часть в себе, и при любом изменении, требует замены у всех пользователей.

1.3 Бездисковая рабочая станция

Бездисковая рабочая станция - это персональный компьютер, лишённый несъёмных средств для долговременного хранения данных. Существуют два основных сценария использования бездисковых рабочих станций:
Операционная система и приложения загружаются по сети с сервера и затем выполняются локально на рабочей станции. Результаты работы (например, документы, с которыми работает пользователь) сохраняются также на сервере, либо на каком-либо съёмном устройстве. Вместо сервера для загрузки рабочей станции может использоваться съёмный носитель, такой, как компакт-диск. Операционная система и приложения выполняются на сервере, а результаты их работы (пользовательский интерфейс приложений) передаются на рабочую станцию и отображаются так же, как если бы пользователь работал с этими приложениями напрямую. Такие рабочие станции называются терминалами, а серверы, на которых выполняются ОС и приложения - серверами терминалов. Терминалы требуют минимальной вычислительной мощности, так как сами они не обрабатывают данные, а лишь отображают интерфейс. С другой стороны, повышенная производительность требуется от серверов терминалов.

Основными преимуществами использования бездисковых рабочих станций является централизованное хранение всех данных, что позволяет легко управлять ими, производить резервное копирование и т.д. С другой стороны, если бездисковая станция загружается с сервера (или является терминалом), то она неработоспособна без исправно работающего сетевого подключения и сервера. Фомичева, Светлана Григорьевна Клиент-серверные базы данных : (учеб.-метод. пособие для вузов по специальности 351400 <Прикладная информатика (по обл.)> и др. междисциплинар. специальностям) / С.Г. Фомичева, А.А. Маслова - Норильск : НИИ, 2005. - 155 с.; 21 см. ISBN 5-89009-269-3

Основная масса решений в пользу использования бездисковых станция, принимаеться it-персоналом, из экономической стороны поставленной задачи, поскольку аппаратные требования как правило низки и можно собирать станции практически из "утиля" 5-7 летней давности. Большинство крупных производителей серверных решений производят терминалы (тонкие клиенты) на современных, но низкопроизводительных комплектующих. Тонкие клиенты как правило потребляют меньше энергии, поддерживают большинство современных интерфейсов и не имеют движущихся элементов (вентиляторов, жестких дисков), что позволяет увеличить срок работы тонких клиентов. При использовании бездисковой рабочей станции в качестве терминала проблеммы свопинга не существует.

Современные операционные системы используют своппинг В случае бездискового компьютера своп-файл приходится размещать на сервере, в результате сеть сильно нагружается дополнительным трафиком. Поэтому бездисковые рабочие станции были популярны в эпоху MS-DOS, которая не использует своппинг; в настоящее время их обычно использут в качестве терминалов (в этом случает на них запускается только одна программа, практически не обращающаяся к дисковой памяти). Иногда бездисковые станции всё-таки снабжают жёстким диском небольшой ёмкости для размещения только своп-файла. В последнее время достаточное распространение получили так называемые аппаратные реализации терминальных протоколов, также известных как терминальные решения. Автономное устройство (коробочка) к которому подключены устройства ввода-вывода и организован доступ к терминальному серверу по сети.

2. Организация терминального доступа средствами Windows 2003 Server

2.1 Технология терминального доступа

Что такое терминальный сервер? Windows спректирована как однопользовательская операционная система, т.е. в один и тот же момент времени в ней может интерактивно работать только один пользователь. Служба Terminal Services ломает эту модель, внедряя между слоями системы и пользователя слой сеанса. Session Manager для каждого сеанса создает отдельный экземпляр подсистемы Win32, WIN32K.SYS. Затем Session Manager внутри сеанса запускает рабочий процесс подсистемы клиент-сервер, CRSS.EXE, и службу входа WINLOGON.EXE. Microsoft Windows Server 2003 : Полн. рук. : (Пер. с англ.), К.; М.; Р.; О. Моримото; Гардиньер; Ноэл; Драуби - М. (и др.) : Вильямс, 2005. - 1311 с.; 24 см. ISBN 5-8459-0776-4

Этот процесс позволяет нескольким пользовательским сеансам параллельно выполняться на одной системе Windows. Session Manager работает аналогично распорядителю в ресторане - он провожает новых посетителей (клиентов) к их столикам (сеансам), а затем дает указания персоналу (приложениям, службам и ресурсам) обслужить стол. Session Manager присваивает каждому сеансу уникальный идентификатор (ID) и адресное пространство.

Еще одним важным компонентом Terminal Services является протокол RDP, который позволяет пользователям взаимодействовать с сеансами, выполняющимся на терминальном сервере. Без RDP каждому пользователю потребовалась бы консоль, непосредственно подключенная к серверу.

RDP функционирует как виртуальный дисплей, клавиатура и мышь на сервере. Вместо того, чтобы посылать видеовывод в порт VGA, терминальный сервер перенаправляет его в видеоканал стека RDP. Это позволяет передавать видеоинформацию по сети и отображать ее на экране рабочей станции клиента. RDP также принимает нажатия клавиш и перемещения мыши удаленного клиента и передает их на терминальный сервер, который обрабатывает их так, как будто они происходили от локальных клавиатуры и мыши.

Используя Terminal Services, вы можете инсталлировать приложения на небольшом количестве серверов, а не на сотнях рабочих станций. Вы также можете получить выгоду от использования недорогих "тонких клиентов", чем от рабочих станций. Даже если вам необходимо иметь персональные компьютеры для пользователей, вы все равно можете получить выгоду от использования терминальных серверов за счет централизации сетевого траффика.

Многие компании также используют терминальные серверы для удаленного доступа. Это позволяет закрыть большую часть сети и разрешить удаленные соединения с лишь с отдельными серверами. На таких серверах легко можно поддерживать последние пакеты обновлений, антивирусы и пр.

Первое изменение, которое бросается в глаза, состоит в устранении режима Remote Administration. В Win2K этот режим разрешал два удаленных сеанса для системного администрирования. Эта терминология сбивала с толку администраторов, поскольку включение Terminal Services не обязательно делало сервер терминальным сервером. Кроме того, Remote Administration Mode заставляла сервер регистрироваться в WINS и появляться в утилите Terminal Server Administration. Это поведение затрудняло поиск терминальных серверов Win2K. Microsoft Windows Server 2003 : Полн. рук. : (Пер. с англ.), К.; М.; Р.; О. Моримото; Гардиньер; Ноэл; Драуби - М. (и др.) : Вильямс, 2005. - 1311 с.; 24 см. ISBN 5-8459-0776-4

Но не пугайтесь. Вы можете удаленно администрировать серверы WS2K3. Однако, вместо установки Terminal Services вы просто включаете Remote Desktop. Если вы используете Windows XP, то уже знакомы с Remote Desktop. В WS2K3, Remote Desktop позволяет создать два виртуальных сеанса RDP, а также удаленное подключение к консольному сеансу сервера (этого требовали многие администраторы Win2K). Кроме того, в отличие Remote Administration Mode в Win2K, WS2K3 Remote Desktop препятствует появлению сервера в списке утилиты Terminal Server Administration.

Чтобы сервер с Remote Desktop был виден в Terminal Server Administration, измените в реестре значение TSAdvertise с 0 на 1 в следующем ключе:
HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Terminal Server.

Для включения Remote Desktop откройте System Control Panel, выберите вкладку Remote и установите флажок Allow users to remotely connect to your computer. По умолчанию удаленное соединение разрешено только локальным администраторам, но вы можете добавить пользователей в группу Remote Desktop Users. Учтите, что включение Remote Desktop не активирует систему совместимости приложений, поэтому приложения могут работать некорректно.

Microsoft добавила возможность подключаться и удаленно управлять консольным сеансом. Для подключения к консольному сеансу вы можете либо использовать Remote Desktop Administration, либо запустить клиента Remote Desktop Connection с опцией /console. Для удаленного управления консольным сеансом используйте Terminal Server Administration. Фетисов Терминалы отображения информации на основе микропроцессорных комплектов БИС и микро-ЭВМ : Учеб. пособие / В.В. Фетисов - М. : Б. и., 1985. - 68 с.

Для быстрого установления удаленного управления консоли сервера, к которому вы подключены через RDP, запустите с командной строки:

SHADOW 0

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8