Infrastruktur der Informations- und Kommunikationssysteme (IKS)

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1 Infrastruktur der Informations- und Kommunikationssysteme (IKS) alle physikalischen, virtuellen und institutionellen Geräte, Einrichtungen und Dienste Rechner zur Verarbeitung und Speicherung von elektronischen Vorgängen und Daten Netzwerke Systemsoftware (exkl. Anwendungssoftware) Methoden und Konzepte zum Management (auch personelle und aufbauorganisatorische Komponenten) unternehmenseigene Investitionen vs. Cloud-Nutzung Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 16

2 Struktur der Kern-Infrastruktur alle physikalischen, virtuellen und institutionellen Geräte, Einrichtungen und Dienste Rechner zur Verarbeitung und Speicherung von elektronischen Vorgängen und Daten Netzwerke Systemsoftware Methoden und Konzepte zum Management (auch personelle und aufbauorganisatorische Komponenten) unternehmenseigene Investitionen vs. Cloud-Nutzung Quelle: Lemke, C.; Brenner, W.: Einführung in die Wirtschaftsinformatik (2015) Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 17

3 Kern-Infrastruktur: Hardware 1941: Konrad Zuse, Z3 (erster Computer) Rechenmaschine frei programmierbar Logik der Binär-Zahlen Zentraleinheit, Ein- und Ausgabeeinheiten, Speichereinheiten Von-Neumann-Architektur Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe-Prinzip (EVA-Prinzip) 1950: Entwicklung von Großrechnern 1971: Entwicklung von Mikroprozessoren von Intel 1976: Erster fertig konfigurierter, Personal Computer von Steve Jobs und Steve Wozniak (Apple) 1981: IBM-PCs mit Software von Microsoft Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 18

4 IS am Arbeitsplatz Verarbeitungsfunktionalität am Arbeitsplatz Unabhängiges Arbeiten von anderer IS Typischerweise PC Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 19

5 Aufbau eines zentralen IS Terminal Terminal Großrechner Terminal Terminal Terminal Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 20

6 Client-Server-Architektur Arbeitsstation Arbeitsstation Arbeitsstation Datenbank Server IBM AS/400 Ethernet Laptop computer Drucker Server Mac II Arbeitsstation Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 21

7 Client-Server-Architektur Eine Client-Server-Architektur besteht aus spezialisierten Systemkomponenten (Clients und Server), welche sich eine Aufgabenbearbeitung teilen. Die Client- Server-Architektur erlaubt es dabei von einem Anwendungsprogramm (Client) aus, die Dienste eines anderen Anwendungsprogramms (Server) zu nutzen. Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 22

8 Beispiele für Serverdienste Datenbank-Server Druck-Server File-Server (Datei-Server) Rechen-Server Kommunikations-Server WWW-Server Mail-Server Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 23

9 Merkmale einer Client-Server-Architektur Die Dienste der Server stehen unterschiedlichen Anwendungsprogrammen (Clients) zur Verfügung. Es liegt keine feste Zuordnung vor, d.h. auch Server können als Clients die Dienste eines anderen Servers beanspruchen. Clients und Server können auf unterschiedlichen Geräten verteilt sein oder aber nur auf einem Gerät. Client-Server-Architekturen benötigen leistungsfähige Kommunikationsdienste. Durch definierte und standardisierte Schnittstellen kann ein hohes Maß an Mehrfachnutzung und Flexibilität erreicht werden. Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 24

10 Datenspeicher-Hardware Storage -> Data Storage Center (Rechenzentrum) Primärspeichermedien vs. Sekundärspeichermedien magnetisch optisch elektronisch Formfaktor: z.b. 3,5 vs 2,5 -Festplatten Speicherkapazität: Megabyte bzw. Gigabyte Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 25

11 Grundformen von Client-Server-Architekturen (Gartner Group) Quelle: Alpar, P. et. al.: Anwendungsorientierte Wirtschaftsinformatik (2014) Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 26

12 Kern-Infrastruktur: Netzwerke sind verteilte Systeme, die miteinander verbunden sind bieten unterschiedliche Formen von rechnergestützter Kommunikation Austausch strukturierter Daten verteilte Abwicklung von Prozessen und Abläufen Klassifizierung physikalische Kriterien strukturelle Kriterien geografische Kriterien organisatorische Kriterien (öffentliches vs. privates Netzwerk) Leistungskriterien (Bandbreite) Funktionskriterien (Verwendungszweck) Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 27

13 Physikalische Übertragungsmedien Leitergebunden verdrillte Leitungen Thinwire und Backbone Lichtwellenleiter Leiterungebunden WLAN, Bluetooth Erdrichtfunk Satellitenfunk Infrarotlicht Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 28

14 Bewertungskriterien für die Leistungsfähigkeit eines Leitungssystems Datendurchsatz: Der Datendurchsatz eines Rechnernetzes wird in Bit pro Sekunde (Bit/s) angegeben. Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit: Eine Bit-Fehlerwahrscheinlichkeit von z. B bedeutet, dass 1 Bit von übertragenen Bits fehlerhaft ist. Störanfälligkeit abhängig von den mediumspezifischen Charakteristika die mit dem Medium überbrückbaren Entfernungen Sicherheit (Abhörmöglichkeiten) Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 29

15 Netztopologien Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 30

16 Netzwerkarchitekturen Architekturen von Netzwerken lassen sich aufgrund der zu überbrückenden Entfernungen wie folgt differenzieren: Personal Area Network (PAN): Meist in einem Raum über z.b. Bluetooth realisiert Local Area Network (LAN): Meist im Gebäude oder Grundstücksbereich einer Unternehmung Wide Area Network (WAN): Weitverkehrsnetze, teilweise auch länderübergreifend Global Area Network (GAN): Global Weitverkehrsnetze (z.b. Internet) Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 31

17 Lokale Netze Die wesentlichen Merkmale eines lokalen Netzes sind: kurze Reichweite, einige 100 m bis zu wenigen km bei Verwendung von Kupferkabeln, meist als Koaxial-Kabel und bis zu 10 km bei der Verwendung von Glasfasern hohe Bandbreite 100 GBit/s niedrige Fehlerrate Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 32

18 InterNet = Interconnected Networks? GÉANT LAN CIX DFN LAN Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 33

19 Beispiel Level(3) Protokoll Host 2nd-Level Domain 1st-Level Domain Datei Dipl.-Kfm. Claus Häberle SS 2015 # 34

20 HTML (vereinfacht) <html> <head> <title>homepage der FH-Düsseldorf</title> </head> <body> <h1>willkomen auf der Homepage!</h1> <p>hier finden Sie alle Informationen...</p> </body> </html> Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 35

21 http - hypertext transfer protocol Web-Server Web-Server HTTP Web-Server Web-Browser Web-Client Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 36

22 OSI-Modell & Protokollbeispiele Quelle: Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 37

23 Schichten des ISO-OSI-Referenzmodells Physikalische Schicht: Bereitstellung von Einrichtungen für die physikalische Ankopplung von Systemen an die Datenübertragungseinrichtungen Sicherungsschicht: Sicherung der Datenübertragung auf den einzelnen Übertragungsabschnitten Netzschicht: Bereitstellung von Netzverbindungen für den Informationstransfer Transportschicht: Verbindungen zwischen Endsystemen Sitzungsschicht: Festlegung von Einzelheiten der Kommunikation zwischen den Partnern Darstellungsschicht: Darstellung auszutauschender bzw. ausgetauschter Daten in einer gemeinsamen Sprache. Anwendungsschicht: Vereinbarungen über die zulässigen Anwendungen zwischen den Partnern Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 38

24 Vorteile durch Vernetzung? Datenverbund > Zugriff auf im Netz gespeicherte Daten > z.b. über File-Server Betriebsmittelverbund > Nutzung der Hard- und Software durch alle angeschlossenen Rechner > z.b. über Druckerserver Lastverbund > Verteilung der benötigten Rechenleistung auf angeschlossene Rechner Kommunikationsverbund > Kommunikation über z.b. Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 39

25 Bewertungskriterien Netzwerke (I) Welche Anwendungen/Dienste werden über das Netz zur Verfügung gestellt? Art der Kommunikation Prozess zu Prozess Benutzer-Kommunikation (z. B. elektronische Post) Dateizugriffe Dateiübertragung Dateizugriff Lastausgleich remote execution gemeinsame Geräte Drucker-Server Datenbank-Server Art des Rechnerverbundes Welche Entfernungen sind zu überwinden? Verbindungsstruktur (Topologie) einfach oder komplex? Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 40

26 Bewertungskriterien Netzwerke (II) Leistungsaspekt Übertragungsrate Antwort-Zeitverhalten Fehlerraten (Vertraulichkeit, Verfügbarkeit, Integrität) Werkzeuge für das Netzwerkmanagement Normungsstand Kosten der Realisierung Entwicklung Beschaffung Aufwand für Netzwartung und management Schulung bautechnische Randbedingungen Koexistenzen mit bestehenden Lösungen Dipl.-Kfm. Claus Häberle WS 2015 /16 # 41

Überblick. Systemarchitekturen. Netzarchitekturen. Stichworte: Standards, Client-Server usw. Stichworte: Netzwerke, ISO-OSI, TCP/IP usw.

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