Как называется компьютер на котором размещаются файлы сайта
Обновлено: 04.07.2024
Вопрос 3
ISR имеет общий IP-адрес, выданный ISP. Каково назначение общего IP-адреса?
a. позволяет внутренним хостам обмениваться данными с другими хостами в Интернет
b. позволяет внутренним хостам обмениваться данными друг с другом в локальной сети
c. позволяет ISR обмениваться данными с локальными хостами в сети
Вопрос 4
Укажите, какое устройство относят к устройствам хранения информации:
Вопрос 5
Вопрос 6
Гиперссылки на web-странице могут обеспечить переход:
Вопрос 7
Вопрос 8
Вопрос 9
Вопрос 10
a. документ, в котором хранится вся информация по сети
b. документ специального формата, опубликованный в Internet
Вопрос 11
Вопрос 12
Вопрос 13
Вопрос 14
Вопрос 15
Какое утверждение является истинным в отношении адресов в частной сети?
a. они обеспечивают легкий доступ внешних пользователей к внутренним веб-серверам
b. они могут одновременно использоваться только одной компанией
c. они являются более защищенными, поскольку они видимы только для локальной сети
Вопрос 16
Какое сокращение связано с использованием телефонной связи через сеть «Интернет»?
Вопрос 17
Как называются программы, позволяющие просматривать Web- страницы:
Вопрос 18
Вопрос 19
Услуга по размещению и хранению файлов клиента на сервере организации, предоставляющей подобную услугу – это:
Вопрос 20
Вопрос 21
Вопрос 22
Для передачи в сети web-страниц используется протокол:
Вопрос 23
Компьютер, подключенный к сети «Internet», обязательно имеет:
Вопрос 24
a. часть адреса, определяющая адрес компьютера пользователя в сети
b. название программы, для осуществления связи между компьютерами
c. название устройства, осуществляющего связь между компьютерами
Вопрос 25
Вопрос 26
Вопрос 27
Укажите устройство для подключения компьютера к сети:
Вопрос 28
Какой протокол является базовым протоколом сети «Интернет»?
Вопрос 29
Данный способов подключения к сети «Интернет» обеспечивает наибольшие возможности для доступа к информационным ресурсам:
a. терминальное соединение по коммутируемому телефонному каналу
b. постоянное соединение по выделенному телефонному каналу
Вопрос 30
Какой уровень иерархической модели сети, как правило, содержит сетевой трафик между компьютером и принтером, находящимися в одной сети?
Сервер – мощный компьютер, обслуживающий другие компьютеры в локальной сети. ComputerBild расскажет, чем сервер отличается от обычного ПК.
В любой сколько-нибудь крупной компьютерной сети постоянно возникает необходимость совместного использования ресурсов несколькими компьютерами, будь то общее подключение к Интернету, доступ к мультимедийным файлам или печать документов на одном принтере. Компьютер, который предоставляет эти ресурсы другим машинам, называется сервером. Характер этих ресурсов определяет тип сервера. На файловом сервере хранятся данные, сервер печати принимает документы и отправляет их на подключенный к нему принтер, подключаясь к прокси-серверу для выхода в Интернет, компьютеры совместно используют канал доступа. Эти и другие функции могут выполнять как разные машины, так и один компьютер.
Отличие сервера от обычного ПК
Серверы, которые используются в домашних «локалках» и на мелких предприятиях, как правило, отличаются от обычных ПК лишь установленным на них программным обеспечением. Другое дело – серверы крупных организаций. Нагрузка на их вычислительные ресурсы и устройства хранения данных очень велика. Эти машины должны вмещать большие объемы документов и обеспечивать высокую скорость доступа к ним. Также, что не менее важно, от сервера требуется бесперебойная работа и высокая отказоустойчивость. Поэтому крупные серверы, в основном, состоят из более сложного и высокопроизводительного «железа», нежели обычные ПК. При этом некоторые аппаратные компоненты, функции которых являются вторичными для сервера, оказываются более слабыми, чем их аналоги в составе домашнего ПК. Вот те комплектующие, которые отличают серверы от простых компьютеров.
Мощные процессоры. Серверы используют специальные ЦП, например Xeon фирмы Intel или Opteron от AMD. Применяются и более экзотические «камни», например Intel Itanium. Серверы начального уровня, как и простые ПК, имеют один процессор, более крупные – от двух до восьми. Самые могучие серверы представляют собой кластеры из сотен процессоров с сопутствующей «обвязкой» – материнскими платами, накопителями и т.д.
Большой объем оперативной памяти. Если домашнему ПК для полноценной работы за глаза хватает пары гигабайт «оперативки», в худших случаях – 4, то мощному серверу требуется 8–16 Гб и даже больше. Сами серверные модули памяти, как правило, обладают функцией коррекции ошибок – ЕСС (Error Correction Code). Благодаря этому ошибки записи и чтения данных, вызванные сбоем в работе электроники или дефектом микросхем памяти, не приведут к перебоям в работе «софта» или зависанию системы, как это случилось бы с обычным компьютером.
Емкие накопители. В большинстве серверов данные хранятся на быстрых и емких жестких дисках, которые объединяются в RAID-массивы. Так как от сервера одновременно требуются высокая скорость и отказоустойчивость, то форматы массивов сочетают разделение данных по нескольким жестким дискам с дублированием информации на других «винтах». Нередко встречается и возможность отключать и подключать накопители «на горячую» – т.е. не прерывая работу системы.
Широкополосное сетевое подключение. Если сервер используется для совместного доступа в Интернет десятков компьютеров, то он подключается к глобальной Сети с помощью «толстого» канала с высокой пропускной способностью. Для этого используются оптоволоконные линии или радиоканалы. Клиентские компьютеры подключаются к серверу с помощью привычных технологий Ethernet или Wi-Fi.
Аппаратные средства, выполняющее вторичные обслуживающие функции, у серверов также отличаются от периферии клиентских ПК.
Корпус. Задачи сервера определяют его конструкцию. Серверы младшего уровня выглядят, как обычные ПК, только увеличенные в размерах так, чтобы в корпус уместились более крупная материнская плата и массив накопителей. У серверов помощнее в качестве корпусов – шкафы-стойки, и нередко они состоят из нескольких блоков (компьютеров, маршрутизаторов и т.д.) в отдельных корпусах. Очень мощный серверный кластер может состоять из нескольких десятков таких шкафов. Компьютер, заключенный в компактный корпус для монтажа в стойку, называется тонким сервером (blade server).
Блок питания. Серверы начального уровня оснащены одним или двумя БП. По мере возрастания числа функциональных блоков сервера и увеличения их «аппетитов» увеличиваются число и мощность блоков питания. Часто существует возможность «горячей» замены или подключения дополнительного БП.
Устройства вывода. Так как вывод видео и звука входит в число клиентских, а не серверных задач, устройства подобного назначения у серверов либо отсутствуют вовсе (тогда управление системой осуществляется удаленно с клиентского ПК), либо достаточно примитивны.
Особенности работы и аппаратного обеспечения мощного сервера диктуют и необходимость его специфического обслуживания.
Бесперебойное энергоснабжение. Промышленные сетевые фильтры и источники бесперебойного питания предотвращают потери данных в случае «провалов» напряжения в электрической сети, а также снижают вероятность повреждения «железа» и файлов при его резких перепадах. В ряде случаев, когда требуется бесперебойная работа вопреки всему, используются генераторы резервного питания.
Усиленное охлаждение. Большинство серверов, как и клиентские ПК, охлаждается воздухом. Проблема возрастающего вместе с производительностью тепловыделения решается с помощью усиленной вентиляции корпусов и помещений, где устанавливаются серверы. Усиленное охлаждение отдельных компонентов серверам не требуется, поэтому системы водяного охлаждения в них не встречаются
Специализированное програмное обеспечение. На серверах устанавливаются операционные системы, адаптированные к серверным задачам, например Windows Server 2003, специальные версии Linux или Free BSD или сугубо серверные ОС – такие, как Solaris фирмы Sun Microsystems. В качестве основного программного обеспечения используются программы-серверы, например Apache для поддержки веб-сайтов или Microsoft Exchange Server для приема и отправки электронной почты.
Типы серверов
Сервером называют не только компьютер, но и программное обеспечение, управляющее разделяемыми ресурсами и доступом к ним. На одном компьютере может работать одновременно несколько программ-серверов. В обиходе, говоря, например, о «почтовом сервере», подразумевают совокупность «железа» и «софта». В зависимости от функций, которые выполняет ПО, можно выделить несколько разновидностей серверов. Все их можно разделить на две группы: серверы, задачей которых является хранение данных и предоставление доступа к ним пользователям, и серверы, управляющие транспортом данных в сети и поддерживающие ее работу. К первой группе относятся следующие типы серверов.
Файловый сервер. В его задачи входит хранение файлов и обеспечение доступа к ним клиентских ПК, например по протоколу FTP. Ресурсы файл-сервера могут быть либо открыты для всех компьютеров в сети, либо защищены системой идентификации и правами доступа.
Мультимедийные серверы являются разновидностью файл-серверов. Они предназначены для хранения фотографий, музыки, фильмов и другого мультимедийного контента. В качестве такого сервера не обязательно использовать компьютер. Можно купить устройство NAS или даже обойтись компактным внешним жестким диском, подключаемым к сети через интерфейс Ethernet или Wi-Fi.
Сервер печати принимает запросы на печать от компьютеров локальной сети и отправляет их на один или несколько подключенных к нему принтеров.
Игровые серверы. Разработчики компьютерных игр открывают специальные серверы, на которых пользователи могут играть друг с другом. Некогда наибольшей популярностью пользовались серверы 3D-шутеров и стратегий, позволяющие идти только одному матчу в отдельно взятый промежуток времени или нескольким одновременно. Редкая домовая или квартальная «локалка» обходится без такого сервера. В наше время более востребованы серверы различных MMORPG (Massive Multiplayer Online Role Playing Game), на которых одновременно могут играть сотни и тысячи человек (пример: игры Lineage 2 и World of Warcraft).
Веб-серверы. Эти серверы предоставляют доступ к веб-страницам и сопутствующим ресурсам, например картинкам. Сайты с высокой посещаемостью или расширенной функциональностью размещаются сразу на нескольких серверах.
Серверы данных хранят различного рода материалы, необходимые для функционирования серверов другого назначения. К примеру, некоторые тексты, рисунки и стилевые элементы веб-сайта могут быть расположены на отдельном сервере данных. Когда пользователь открывает стартовую страницу сайта, то веб-сервер передает серверу данных запрос на получение необходимых материалов. Сервер баз данных осуществляет поиск запрошенных данных и посылает их веб-серверу. Он, в свою очередь, формирует веб-страницу и посылает ее клиентскому компьютеру.
В список серверов, управляющих транспортом трафика, входят следующие разновидности.
DHCP-серверы. Dynamic Host Configuration Protocol обеспечивает автоматическое распределение IP-адресов между компьютерами в сети. Такая технология широко применяется в локальных сетях с общим выходом в Интернет.
DNS-серверы. Функция DNS-сервера заключается в преобразовании доменных имен серверов в IP-адреса. Передача данных в сетях осуществляется с помошью IP-адресов, сайт с неизменным доменным именем может не раз «переезжать» с одного сервера на другой, меняя свой IP-адрес. Поэтому таблицы соответствия IP-адресов и доменных имен в системе DNS (Domain Name System) регулярно обновляются, и серверы синхронизируют их между собой.
Прокси-серверы выступают в качестве посредников при передаче данных по сети – с компьютера на компьютер. Они используются либо для организации разделяемого доступа в Интернет, когда требуется контроль и фильтрация трафика, либо для сокрытия IP-адреса ПК от компьютера-«собеседника», т.к. последний при коммуникации через прокси-сервер будет «видеть» только адрес прокси.
Кэш-серверы. Чтобы при каждом открытии веб-страницы клиентскому компьютеру не приходилось запрашивать заново все составляющие ее данные, используются промежуточные накопители – кэш-серверы. Если страница, запрошенная пользователем, не изменилась с времен последнего запроса, то ее можно загрузить не с «родного» хранилища, а из недр кэш-сервера.
Архитектуры «клиент-сервер» и Peer-to-Peer
На архитектуре «клиент-сервер» основано большинство традиционных интернет-сервисов. Но в последнее время получила распространение принципиально другая организация сети.
В архитектуре Peer-to-Peer (P2P) все компьютеры равноправны и каждый хранит часть общего объема данных. При этом каждая машина выступает одновременно и в качестве клиента, и в роли сервера. Самый успешный пример реализации P2P – файлообменные сети (eDonkey2000, BitTorrent). Получая файл из такой сети, вы одновременно скачиваете его фрагменты с десятков компьютеров. Благодаря распределению данных пиринговые (иначе одноранговые, децентрализованные) сети отличаются высокой отказоустойчивостью и скоростью работы.
Справедливости ради надо признать, что большинство пиринговых сетей не обходится без серверов совсем. К примеру, файлообменные сети используют серверы (трекеры) для управления трафиком и его учета.
Домашний сервер
Все современные операционные системы имеют серверные возможности. С их помощью можно открывать пользователям других ПК доступ к данным на жестком диске или к подключенному к компьютеру принтеру, а также «делиться» подключением к Интернету. Кроме того, домашний сервер можно использовать для резервного хранения данных или, сделав его доступным через Интернет, работать с документами на нем с любого ПК, подключенного к глобальной Сети.
«Поднять» домашний сервер для хранения файлов и разделения доступа к Интернету не так сложно, как может показаться неискушенному пользователю. Для этого понадобятся следующие компоненты.
Компьютер. Для файлового или простого веб-сервера достаточно компьютера с процессором не слабее Pentium II или Athlon, оперативной памятью объемом 256 Мб и приводом CD-ROM. Если же на компьютере планируется запуск игрового сервера (весьма популярная инициатива в небольших локальных сетях), потребуется машина мощнее.
В качестве первого шага на нем можно запустить сервер Linux с диска Live-CD. Побаловавшись с ним, вы решите, стоит ли вам переходить к более серьезным мероприятиям. Если вы все-таки решите использовать компьютер в качестве сервера постоянно, то Linux необходимо будет установить на жесткий диск. Для этого достаточно 10 Гб свободного места. Все остальное пространство останется для файлов и дополнительного программного обеспечения (в первую очередь – программ-серверов).
Неплохая идея – использовать в качестве сервера старый ноутбук. При продолжительной эксплуатации это позволит сэкономить на счетах за электроэнергию. Кроме того, сложенный ноутбук занимает совсем немного места. Единственный недостаток ноутбука в данном случае – ограниченные возможности по подключению накопителей.
Дистрибутив Linux. С помощью бесплатной версии Linux (Open SuSe, Ubuntu или Knoppix) вы можете создать сервер, который обладает всеми функциями, необходимыми для домашнего использования.
Большинство дистрибутивов Linux также имеет и платные версии – например, в случае с SuSe она называется SuSe Enterprise Server. Эта версия Linux отличается дополнительной технической поддержкой производителя и расширенным комплектом программ.
Интернет. Перейдя по этим ссылкам, вы можете скачать различные дистрибутивы Linux для домашнего сервера:
WLAN-маршрутизаторы и сетевые жесткие диски
Работа домашней сети редко требует использования в качестве сервера отдельного ПК. В зависимости от количества данных, которое он будет хранить, и задач, которые будет выполнять, можно выбрать один из двух более дешевых вариантов.
WLAN-маршрутизатор плюс внешний жесткий диск
Многие беспроводные маршрутизаторы имеют порт USB, к которому можно подключить внешний жесткий диск. К сохраненным на нем данным будет иметь доступ любой компьютер в сети.
Сетевые жесткие диски
Сетевое хранилище данных (Network Attached Storage –NAS) представляет собой компактный и недорогой (по сравнению с отдельным ПК) сервер, который выполняет только одну функцию – хранение данных. Мощные NAS обладают богатым набором интерфейсов и возможностью удаленной конфигурации через веб-интерфейс (подобно маршрутизаторам). Более простые варианты такого решения – обычные внешние жесткие диски с сетевым интерфейсом Ethernet или Wi-Fi.
Сервер на базе полноценного компьютера имеет смысл устанавливать лишь в том случае, если функциональности NAS уже не хватает: например, требуется «поднять» небольшой игровой сервер в домовой сети или веб-сайт. Для этих целей будет достаточно старого компьютера с ОС Linux, хотя можно использовать и Windows.
ИНФОРМАТИКА- НАУКА, ИЗУЧАЮЩАЯ СПОСОБЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО СОЗДАНИЯ, ХРАНЕНИЯ, ОБРАБОТКИ, ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, ПЕРЕДАЧИ И ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ.
ИНФОРМАЦИЯ – ЭТО НАБОР СИМВОЛОВ, ГРАФИЧЕСКИХ ОБРАЗОВ ИЛИ ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ, НЕСУЩИХ ОПРЕДЕЛЕННУЮ СМЫСЛОВУЮ НАГРУЗКУ.
ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА (ЭВМ) ИЛИ КОМПЬЮТЕР (англ. computer- -вычислитель)-УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ. Принципиальное отличие использования ЭВМ от всех других способов обработки информации заключается в способности выполнения определенных операций без непосредственного участия человека, но по заранее составленной им программе. Информация в современном мире приравнивается по своему значению для развития общества или страны к важнейшим ресурсам наряду с сырьем и энергией. Еще в 1971 году президент Академии наук США Ф.Хандлер говорил: "Наша экономика основана не на естественных ресурсах, а на умах и применении научного знания".
В развитых странах большинство работающих заняты не в сфере производства, а в той или иной степени занимаются обработкой информации. Поэтому философы называют нашу эпоху постиндустриальной. В 1983 году американский сенатор Г.Харт охарактеризовал этот процесс так: "Мы переходим от экономики, основанной на тяжелой промышленности, к экономике, которая все больше ориентируется на информацию, новейшую технику и технологию, средства связи и услуги.."
2. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ.
Вся история развития человеческого общества связана с накоплением и обменом информацией (наскальная живопись, письменность, библиотеки, почта, телефон, радио, счеты и механические арифмометры и др.). Коренной перелом в области технологии обработки информации начался после второй мировой войны.
В вычислительных машинах первого поколения основными элементами были электронные лампы. Эти машины занимали громадные залы, весили сотни тонн и расходовали сотни киловатт электроэнергии. Их быстродействие и надежность были низкими, а стоимость достигала 500-700 тысяч долларов.
Появление более мощных и дешевых ЭВМ второго поколения стало возможным благодаря изобретению в 1948 году полупроводниковых устройств- транзисторов. Главный недостаток машин первого и второго поколений заключался в том, что они собирались из большого числа компонент, соединяемых между собой. Точки соединения (пайки) являются самыми ненадежными местами в электронной технике, поэтому эти ЭВМ часто выходили из строя.
В ЭВМ третьего поколения (с середины 60-х годов ХХ века) стали использоваться интегральные микросхемы (чипы)- устройства, содержащие в себе тысячи транзисторов и других элементов, но изготовляемые как единое целое, без сварных или паяных соединений этих элементов между собой. Это привело не только к резкому увеличению надежности ЭВМ, но и к снижению размеров, энергопотребления и стоимости (до 50 тысяч долларов).
История ЭВМ четвертого поколения началась в 1970 году, когда ранее никому не известная американская фирма INTEL создала большую интегральную схему (БИС), содержащую в себе практически всю основную электронику компьютера. Цена одной такой схемы (микропроцессора) составляла всего несколько десятков долларов, что в итоге и привело к снижению цен на ЭВМ до уровня доступных широкому кругу пользователей.
СОВРЕМЕННЫЕ КОМПЬТЕРЫ- ЭТО ЭВМ ЧЕТВЕРТОГО ПОКОЛЕНИЯ, В КОТОРЫХ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ БОЛЬШИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ.
90-ые годы ХХ-го века ознаменовались бурным развитием компьютерных сетей, охватывающих весь мир. Именно к началу 90-ых количество подключенных к ним компьютеров достигло такого большого значения, что объем ресурсов доступных пользователям сетей привел к переходу ЭВМ в новое качество. Компьютеры стали инструментом для принципиально нового способа общения людей через сети, обеспечивающего практически неограниченный доступ к информации, находящейся на огромном множестве компьюторов во всем мире - "глобальной информационной среде обитания".
6.ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В КОМПЬЮТЕРЕ И ЕЕ ОБЪЕМ.
ЭТО СВЯЗАНО С ТЕМ, ЧТО ИНФОРМАЦИЮ, ПРЕДСТАВЛЕННУЮ В ТАКОМ ВИДЕ, ЛЕГКО ТЕХНИЧЕСКИ СМОДЕЛИРОВАТЬ, НАПРИМЕР, В ВИДЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ. Если в какой-то момент времени по проводнику идет ток, то по нему передается единица, если тока нет- ноль. Аналогично, если направление магнитного поля на каком-то участке поверхности магнитного диска одно- на этом участке записан ноль, другое- единица. Если определенный участок поверхности оптического диска отражает лазерный луч- на нем записан ноль, не отражает- единица.
ОБЪЕМ ИНФОРМАЦИИ, НЕОБХОДИМЫЙ ДЛЯ ЗАПОМИНАНИЯ ОДНОГО ИЗ ДВУХ СИМВОЛОВ-0 ИЛИ 1, НАЗЫВАЕТСЯ 1 БИТ (англ. binary digit- двоичная единица). 1 бит- минимально возможный объем информации. Он соответствует промежутку времени, в течение которого по проводнику передается или не передается электрический сигнал, участку поверхности магнитного диска, частицы которого намагничены в том или другом направлении, участку поверхности оптического диска, который отражает или не отражает лазерный луч, одному триггеру, находящемуся в одном из двух возможных состояний.
Итак, если у нас есть один бит, то с его помощью мы можем закодировать один из двух символов- либо 0, либо 1.
Если же есть 2 бита, то из них можно составить один из четырех вариантов кодов: 00 , 01 , 10 , 11 .
Если есть 3 бита- один из восьми: 000 , 001 , 010 , 100 , 110 , 101 , 011 , 111 .
1 бит- 2 варианта,
2 бита- 4 варианта,
3 бита- 8 вариантов;
Продолжая дальше, получим:
4 бита- 16 вариантов,
5 бит- 32 варианта,
6 бит- 64 варианта,
7 бит- 128 вариантов,
8 бит- 256 вариантов,
9 бит- 512 вариантов,
10 бит- 1024 варианта,
N бит - 2 в степени N вариантов.
В обычной жизни нам достаточно 150-160 стандартных символов (больших и маленьких русских и латинских букв, цифр, знаков препинания, арифметических действий и т.п.). Если каждому из них будет соответствовать свой код из нулей и единиц, то 7 бит для этого будет недостаточно (7 бит позволят закодировать только 128 различных символов), поэтому используют 8 бит.
ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ ОДНОГО ПРИВЫЧНОГО ЧЕЛОВЕКУ СИМВОЛА В КОМПЬЮТЕРЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ 8 БИТ, ЧТО ПОЗВОЛЯЕТ ЗАКОДИРОВАТЬ 256 РАЗЛИЧНЫХ СИМВОЛОВ.
СТАНДАРТНЫЙ НАБОР ИЗ 256 СИМВОЛОВ НАЗЫВАЕТСЯ ASCII ( произносится "аски", означает "Американский Стандартный Код для Обмена Информацией"- англ. American Standart Code for Information Interchange).
ОН ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ БОЛЬШИЕ И МАЛЕНЬКИЕ РУССКИЕ И ЛАТИНСКИЕ БУКВЫ, ЦИФРЫ, ЗНАКИ ПРЕПИНАНИЯ И АРИФМЕТИЧЕСКИХ ДЕЙСТВИЙ И Т.П.
A - 01000001, B - 01000010, C - 01000011, D - 01000100, и т.д.
Таким образом, если человек создает текстовый файл и записывает его на диск, то на самом деле каждый введенный человеком символ хранится в памяти компьютера в виде набора из восьми нулей и единиц. При выводе этого текста на экран или на бумагу специальные схемы - знакогенераторы видеоадаптера (устройства, управляющего работой дисплея) или принтера образуют в соответствии с этими кодами изображения соответствующих символов.
Набор ASCII был разработан в США Американским Национальным Институтом Стандартов (ANSI), но может быть использован и в других странах, поскольку вторая половина из 256 стандартных символов, т.е. 128 символов, могут быть с помощью специальных программ заменены на другие, в частности на символы национального алфавита, в нашем случае - буквы кириллицы. Поэтому, например, передавать по электронной почте за границу тексты, содержащие русские буквы, бессмысленно. В англоязычных странах на экране дисплея вместо русской буквы Ь будет высвечиваться символ английского фунта стерлинга, вместо буквы р - греческая буква альфа, вместо буквы л - одна вторая и т.д.
ОБЪЕМ ИНФОРМАЦИИ, НЕОБХОДИМЫЙ ДЛЯ ЗАПОМИНАНИЯ ОДНОГО СИМВОЛА ASCII НАЗЫВАЕТСЯ 1 БАЙТ.
Очевидно что, поскольку под один стандартный ASCII-символ отводится 8 бит,
Остальные единицы объема информации являются производными от байта:
1 КИЛОБАЙТ = 1024 БАЙТА И СООТВЕТСТВУЕТ ПРИМЕРНО ПОЛОВИНЕ СТРАНИЦЫ ТЕКСТА,
1 МЕГАБАЙТ = 1024 КИЛОБАЙТАМ И СООТВЕТСТВУЕТ ПРИМЕРНО 500 СТРАНИЦАМ ТЕКСТА,
1 ГИГАБАЙТ = 1024 МЕГАБАЙТАМ И СООТВЕТСТВУЕТ ПРИМЕРНО 2 КОМПЛЕКТАМ ЭНЦИКЛОПЕДИИ,
1 ТЕРАБАЙТ = 1024 ГИГАБАЙТАМ И СООТВЕТСТВУЕТ ПРИМЕРНО 2000 КОМПЛЕКТАМ ЭНЦИКЛОПЕДИИ.
Обратите внимание, что в информатике смысл приставок кило- , мега- и других в общепринятом смысле выполняется не точно, а приближенно, поскольку соответствует увеличению не в 1000, а в 1024 раза.
СКОРОСТЬ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ПО ЛИНИЯМ СВЯЗИ ИЗМЕРЯЕТСЯ В БОДАХ.
1 БОД = 1 БИТ/СЕК.
В частности, если говорят, что пропускная способность какого-то устройства составляет 28 Килобод, то это значит, что с его помощью можно передать по линии связи около 28 тысяч нулей и единиц за одну секунду.
7. СЖАТИЕ ИНФОРМАЦИИ НА ДИСКЕ
ИНФОРМАЦИЮ НА ДИСКЕ МОЖНО ОБРАБОТАТЬ С ПОМОЩЬЮ СПЕЦИАЛЬНЫХ ПРОГРАММ ТАКИМ ОБРАЗОМ, ЧТОБЫ ОНА ЗАНИМАЛА МЕНЬШИЙ ОБЪЕМ.
Существуют различные методы сжатия информации. Некоторые из них ориентированы на сжатие текстовых файлов, другие - графических, и т.д. Однако во всех них используется общая идея, заключающаяся в замене повторяющихся последовательностей бит более короткими кодами. Например, в романе Л.Н.Толстого "Война и мир" несколько миллионов слов, но большинство из них повторяется не один раз, а некоторые- до нескольких тысяч раз. Если все слова пронумеровать, текст можно хранить в виде последовательности чисел - по одному на слово, причем если повторяются слова, то повторяются и числа. Поэтому, такой текст (особенно очень большой, поскольку в нем чаще будут повторяться одни и те же слова) будет занимать меньше места.
Сжатие информации используют, если объем носителя информации недостаточен для хранения требуемого объема информации или информацию надо послать по электронной почте
Программы, используемые при сжатии отдельных файлов называются архиваторами. Эти программы часто позволяют достичь степени сжатия информации в несколько раз.
TL;DR: Вводная статья с описанием разных вариантов хранения данных. Будут рассмотрены принципы, описаны преимущества и недостатки, а также предпочтительные варианты использования.
Зачем это все?
Хранение данных — одно из важнейших направлений развития компьютеров, возникшее после появления энергонезависимых запоминающих устройств. Системы хранения данных разных масштабов применяются повсеместно: в банках, магазинах, предприятиях. По мере роста требований к хранимым данным растет сложность хранилищ данных.
Надежно хранить данные в больших объемах, а также выдерживать отказы физических носителей — весьма интересная и сложная инженерная задача.
Хранение данных
Под хранением обычно понимают запись данных на некоторые накопители данных, с целью их (данных) дальнейшего использования. Опустим исторические варианты организации хранения, рассмотрим подробнее классификацию систем хранения по разным критериям. Я выбрал следующие критерии для классификации: по способу подключения, по типу используемых носителей, по форме хранения данных, по реализации.
По способу подключения есть следующие варианты:
- Внутреннее. Сюда относятся классическое подключение дисков в компьютерах, накопители данных устанавливаются непосредственно в том же корпусе, где и будут использоваться. Типовые шины для подключения — SATA, SAS, из устаревших — IDE, SCSI.
подключение дисков в сервере
- Внешнее. Подразумевается подключение накопителей с использованием некоторой внешней шины, например FC, SAS, IB, либо с использованием высокоскоростных сетевых карт.
дисковая полка, подключаемая по FC
По типу используемых накопителей возможно выделить:
- Дисковые. Предельно простой и вероятно наиболее распространенный вариант до сих пор, в качестве накопителей используются жесткие диски
- Ленточные. В качестве накопителей используются запоминающие устройства с носителем на магнитной ленте. Наиболее частое применение — организация резервного копирования.
- Flash. В качестве накопителей применяются твердотельные диски, они же SSD. Наиболее перспективный и быстрый способ организации хранилищ, по емкости SSD уже фактически сравнялись с жесткими дисками (местами и более емкие). Однако по стоимости хранения они все еще дороже.
- Гибридные. Совмещающие в одной системе как жесткие диски, так и SSD. Являются промежуточным вариантом, совмещающим достоинства и недостатки дисковых и flash хранилищ.
Если рассматривать форму хранения данных, то явно выделяются следующие:
- Файлы (именованные области данных). Наиболее популярный тип хранения данных — структура подразумевает хранение данных, одинаковое для пользователя и для накопителя.
- Блоки. Одинаковые по размеру области, при этом структура данных задается пользователем. Характерной особенностью является оптимизация скорости доступа за счет отсутствия слоя преобразования блоки-файлы, присутствующего в предыдущем способе.
- Объекты. Данные хранятся в плоской файловой структуре в виде объектов с метаданными.
По реализации достаточно сложно провести четкие границы, однако можно отметить:
- аппаратные, например RAID и HBA контроллеры, специализированные СХД.
RAID контроллер от компании Fujitsu
- Программные. Например реализации RAID, включая файловые системы (например, BtrFS), специализированные сетевые файловые системы (NFS) и протоколы (iSCSI), а также SDS
пример организации LVM с шифрованием и избыточностью в виртуальной машине Linux в облаке Azure
Давайте рассмотрим более детально некоторые технологии, их достоинства и недостатки.
Direct Attached Storage — это исторически первый вариант подключения носителей, применяемый до сих пор. Накопитель, с точки зрения компьютера, в котором он установлен, используется монопольно, обращение с накопителем происходит поблочно, обеспечивая максимальную скорость обмена данными с накопителем с минимальными задержками. Также это наиболее дешевый вариант организации системы хранения данных, однако не лишенный своих недостатков. К примеру если нужно организовать хранение данных предприятия на нескольких серверах, то такой способ организации не позволяет совместное использование дисков разных серверов между собой, так что система хранения данных будет не оптимальной: некоторые сервера будут испытывать недостаток дискового пространства, другие же — не будут полностью его утилизировать:
Конфигурации систем с единственным накопителем применяются чаще всего для нетребовательных нагрузок, обычно для домашнего применения. Для профессиональных целей, а также промышленного применения чаще всего используется несколько накопителей, объединенных в RAID-массив программно, либо с помощью аппаратной карты RAID для достижения отказоустойчивости и\или более высокой скорости работы, чем единичный накопитель. Также есть возможность организации кэширования наиболее часто используемых данных на более быстром, но менее емком твердотельном накопителе для достижения и большой емкости и большой скорости работы дисковой подсистемы компьютера.
Storage area network, она же сеть хранения данных, является технологией организации системы хранения данных с использованием выделенной сети, позволяя таким образом подключать диски к серверам с использованием специализированного оборудования. Так решается вопрос с утилизацией дискового пространства серверами, а также устраняются точки отказа, неизбежно присутствующие в системах хранения данных на основе DAS. Сеть хранения данных чаще всего использует технологию Fibre Channel, однако явной привязки к технологии передачи данных — нет. Накопители используются в блочном режиме, для общения с накопителями используются протоколы SCSI и NVMe, инкапсулируемые в кадры FC, либо в стандартные пакеты TCP, например в случае использования SAN на основе iSCSI.
Давайте разберем более детально устройство SAN, для этого логически разделим ее на две важных части, сервера с HBA и дисковые полки, как оконечные устройства, а также коммутаторы (в больших системах — маршрутизаторы) и кабели, как средства построения сети. HBA — специализированный контроллер, размещаемый в сервере, подключаемом к SAN. Через этот контроллер сервер будет «видеть» диски, размещаемые в дисковых полках. Сервера и дисковые полки не обязательно должны размещаться рядом, хотя для достижения высокой производительности и малых задержек это рекомендуется. Сервера и полки подключаются к коммутатору, который организует общую среду передачи данных. Коммутаторы могут также соединяться с собой с помощью межкоммутаторных соединений, совокупность всех коммутаторов и их соединений называется фабрикой. Есть разные варианты реализации фабрики, я не буду тут останавливаться подробно. Для отказоустойчивости рекомендуется подключать минимум две фабрики к каждому HBA в сервере (иногда ставят несколько HBA) и к каждой дисковой полке, чтобы коммутаторы не стали точкой отказа SAN.
Недостатками такой системы являются большая стоимость и сложность, поскольку для обеспечения отказоустойчивости требуется обеспечить несколько путей доступа (multipath) серверов к дисковым полкам, а значит, как минимум, задублировать фабрики. Также в силу физических ограничений (скорость света в общем и емкость передачи данных в информационной матрице коммутаторов в частности) хоть и существует возможность неограниченного подключения устройств между собой, на практике чаще всего есть ограничения по числу соединений (в том числе и между коммутаторами), числу дисковых полок и тому подобное.
Network attached storage, или сетевое файловое хранилище, представляет дисковые ресурсы в виде файлов (или объектов) с использованием сетевых протоколов, например NFS, SMB и прочих. Принципиально базируется на DAS, но ключевым отличием является предоставление общего файлового доступа. Так как работа ведется по сети — сама система хранения может быть сколько угодно далеко от потребителей (в разумных пределах разумеется), но это же является и недостатком в случае организации на предприятиях или в датацентрах, поскольку для работы утилизируется полоса пропускания основной сети — что, однако, может быть нивелировано с использованием выделенных сетевых карт для доступа к NAS. Также по сравнению с SAN упрощается работа клиентов, поскольку сервер NAS берет на себя все вопросы по общему доступу и т.п.
Unified storage
Универсальные системы, позволяющие совмещать в себе как функции NAS так и SAN. Чаще всего по реализации это SAN, в которой есть возможность активировать файловый доступ к дисковому пространству. Для этого устанавливаются дополнительные сетевые карты (или используются уже существующие, если SAN построена на их основе), после чего создается файловая система на некотором блочном устройстве — и уже она раздается по сети клиентам через некоторый файловый протокол, например NFS.
Software-defined storage — программно определяемое хранилище данных, основанное на DAS, при котором дисковые подсистемы нескольких серверов логически объединяются между собой в кластер, который дает своим клиентам доступ к общему дисковому пространству.
Наиболее яркими представителями являются GlusterFS и Ceph, но также подобные вещи можно сделать и традиционными средствами (например на основе LVM2, программной реализации iSCSI и NFS).
N.B. редактора: У вас есть возможность изучить технологию сетевого хранилища Ceph, чтобы использовать в своих проектах для повышения отказоустойчивости, на нашем практическим курсе по Ceph. В начале курса вы получите системные знания по базовым понятиям и терминам, а по окончании научитесь полноценно устанавливать, настраивать и управлять Ceph. Детали и полная программа курса здесь.
Пример SDS на основе GlusterFS
Из преимуществ SDS — можно построить отказоустойчивую производительную реплицируемую систему хранения данных с использованием обычного, возможно даже устаревшего оборудования. Если убрать зависимость от основной сети, то есть добавить выделенные сетевые карты для работы SDS, то получается решение с преимуществами больших SAN\NAS, но без присущих им недостатков. Я считаю, что за подобными системами — будущее, особенно с учетом того, что быстрая сетевая инфраструктура более универсальная (ее можно использовать и для других целей), а также дешевеет гораздо быстрее, чем специализированное оборудование для построения SAN. Недостатком можно назвать увеличение сложности по сравнению с обычным NAS, а также излишней перегруженностью (нужно больше оборудования) в условиях малых систем хранения данных.
Гиперконвергентные системы
Подавляющее большинство систем хранения данных используется для организации дисков виртуальных машин, при использовании SAN неизбежно происходит удорожание инфраструктуры. Но если объединить дисковые системы серверов с помощью SDS, а процессорные ресурсы и оперативную память с помощью гипервизоров отдавать виртуальным машинам, использующим дисковые ресурсы этой SDS — получится неплохо сэкономить. Такой подход с тесной интеграцией хранилища совместно с другими ресурсами называется гиперконвергентностью. Ключевой особенностью тут является способность почти бесконечного роста при нехватке ресурсов, поскольку если не хватает ресурсов, достаточно добавить еще один сервер с дисками к общей системе, чтобы нарастить ее. На практике обычно есть ограничения, но в целом наращивать получается гораздо проще, чем чистую SAN. Недостатком является обычно достаточно высокая стоимость подобных решений, но в целом совокупная стоимость владения обычно снижается.
Облака и эфемерные хранилища
Логическим продолжением перехода на виртуализацию является запуск сервисов в облаках. В предельном случае сервисы разбиваются на функции, запускаемые по требованию (бессерверные вычисления, serverless). Важной особенностью тут является отсутствие состояния, то есть сервисы запускаются по требованию и потенциально могут быть запущены столько экземпляров приложения, сколько требуется для текущей нагрузки. Большинство поставщиков (GCP, Azure, Amazon и прочие) облачных решений предлагают также и доступ к хранилищам, включая файловые и блочные, а также объектные. Некоторые предлагают дополнительно облачные базы, так что приложение, рассчитанное на запуск в таком облаке, легко может работать с подобными системами хранения данных. Для того, чтобы все работало, достаточно оплатить вовремя эти услуги, для небольших приложений поставщики вообще предлагают бесплатное использование ресурсов в течение некоторого срока, либо вообще навсегда.
Из недостатков: могут заблокировать аккаунт, на котором все работает, что может привести к простоям в работе. Также могут быть проблемы со связностью и\или доступностью таких сервисов по сети, поскольку такие хранилища полностью зависят от корректной и правильной работы глобальной сети.
Заключение
Надеюсь, статья была полезной не только новичкам. Предлагаю обсудить в комментариях дополнительные возможности систем хранения данных, написать о своем опыте построения систем хранения данных.
Читайте также: