Файл: Технология построения распределенных информационных систем (Преимущества и недостатки использования распределённых информационных систем).pdf

Передача данных между смежными и несмежными системами происходит по-разному. Между смежными системами передача опирается на физическую платформу, которая включает в себя лишь физический уровень и физические средства соединения (рис. 9).

В соответствии с эталонной семиуровневой моделью взаимодействия открытых систем (Reference Model of Open System Interconnection — RM OSI) в сетях коммутации пакетов для передачи данных между несмежными системами создается сетевая платформа, образуемая физическими средствами соединения, физическим, канальным и сетевым уровнями. Оконечные системы частично погружены в эту платформу, а над ней располагаются только 4—7 уровни этих систем. На границе сетевого и транспортного уровня прикладные процессы передают друг другу пакеты данных.

Рисунок 9

2.2 По архитектуре

2.2.1. Двухзвенная архитектура.

Является наиболее распространенной в мелких и средних системах автоматизации. Клиентское ПО сервера БД находится на клиентской машине.

Преимущества: При небольшом количестве клиентов, расположенных локально к серверу – вполне приемлемая архитектура.

Недостатки: Подобные рабочие станции должны предоставлять для самих себя весь требующийся для этого набор сервисов и содержать соответствующее программное обеспечение для их функционирования. Подобное требование нередко приводит к:

• усложнению технических требований, предъявляемых к аппаратной части клиентской рабочей станции,

• в конечном итоге приводит к удорожанию всей системы в целом

• ухудшает масштабируемость

• усложняет возможность оперативной модификации

• работе по настройке ПО на рабочих местах и поддержанию этих настроек в рабочем состоянии.

2.2.2. Трёхзвенная архитектура

Третьим звеном в архитектуре клиент-сервер являются так называемые сервисы промежуточного слоя (middleware services), поскольку они занимают промежуточный уровень между данными и сервисами, их обслуживающими, с одной стороны, и пользовательскими приложениями, ориентированными на конкретную предметную область, с другой стороны. Эти сервисы обычно обладают минимальным пользовательским интерфейсом или не имеют его вовсе. Нередко они могут быть реализованы для нескольких различных платформ, так как являются сервисами более высокого уровня, чем сервисы, специфичные для данной операционной системы или СУБД. Кроме того, на сервере приложений может быть реализована и дополнительная функциональность.

Преимущества: Сервер доступа к данным имеет 1 соединение с СУБД, которое, как правило, разделяется между клиентами, таким образом сервер приложений мультиплексирует соединение. Этот факт может позволить сильно сэкономить в финансовом плане при приобретении лицензионной СУБД, т.к. многие ведущие производители серверных СУБД определяют стоимость использования их продуктов в зависимости от числа подключений к БД, которое при использовании сервера доступа к данным равно 1. Бизнес логика приложения может формироваться на сервере доступа к данным, а отражаться на все клиентские приложения.

Недостатки: Система усложняется.

2.3 По нахождению необходимой функциональности

2.3.1. Статическая функциональность

Программное обеспечение функциональности клиента всегда находится на клиентской машине и изменяется только при модификации его разработчиком.

• Обычные клиентские приложения

Преимущества:

Приложение статично и не требует встроенных в систему механизмов обновления. Вполне приемлемо для редко изменяемого ПО.

Недостатки: Затрудняется оперативная модификация клиентских приложений, особенно в случае если они многочисленных и далеко расположены. При модификации приложения часто требуется замена большей его части.

2.3.2. Динамическая функциональность (рассылка функциональности)

На клиентских местах находится лишь универсальное клиентское программное обеспечение, умеющее читать и обеспечивать работу для пользователя функциональной составляющей приложения, которая присылается с сервера, сохраняется на клиенте и заменяется при появлении на сервере новых её версий.

• Java

• ActiveX

• DHTML

• Системы обработки скриптов на клиенте

Преимущества: Замена версий происходит автоматически. Появляется возможность создавать глобальные системы (WWW).

Недостатки: Усложнение системы.

2.4 По топологии сети

При любом типе соединения, как только компьютеров становится больше двух, возникает проблема выбора конфигурации физических связей или топологии сети. Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (компьютеры, рабочие станции, серверы или исполнительные устройства) и коммуникационное оборудование (коммутаторы, маршрутизаторы), а ребрам — электрические, электронные и информационные связи между ними. Число возможных конфигураций резко возрастает при увеличении числа связываемых устройств.

'Гак, если три компьютера однозначно связываются двумя способами, то для четырех компьютеров можно предложить уже шесть топологически различных конфигураций (при условии однотипности компьютеров). Множество возможных конфигураций объединяются в две основные группы: полносвязные (Fully Connected Topology) и неполносвязные (Incompletely Connected Topology) (рис. 10).

Полносвязная топология соответствует сети, в которой каждый компьютер непосредственно связан с каждым. Логически это самый простой вариант, но самый громоздкий и неэффективный. Во-первых, каждый компьютер в сети должен иметь большое число коммуникационных портов, достаточное для связи с каждым из остальных компьютеров. Во-вторых, для каждой пары компьютеров должна быть выделена отдельная физическая линия связи, а в некоторых случаях даже две, если невозможно использование этой линии для двусторонней передачи. Полносвязные топологии в крупных сетях применяются редко, так как для связи N узлов требуется N (N- 1)/2 физических дуплексных линий связи. Чаще этот вид топологии используется в комплексах, где очень жесткие требования к безопасности и надежности, или в сетях, объединяющих небольшое число выделенных компьютеров. Ячеистая топология (Mesh Network) получается из полносвязной путем удаления некоторых нефункциональных связей. Такая топология допускает соединение большого числа компьютеров и характерна для крупных корпоративных сетей.

Все другие варианты соединений (рис. 11), основанные на неполносвязных топологиях, — когда для обмена данными между двумя несмежными компьютерами может потребоваться промежуточная передача данных через другие узлы сети — применяются в зависимости от числа компьютеров в сети, информационной нагрузки (трафика), уровня распределенности сети, числа прикладных и сервисных программ, требований к безопасности и т.д.

Программно-аппаратные устройства распределенной обработки данных являются составной частью информационной инфраструктуры высокотехнологичных компаний (рис. 11). На сегодняшний день на российском рынке представлены многочисленные продукты зарубежных и российских производителей для реализации соответствующих функций в распределенных корпоративных системах.

3. Особенности конкретных реализаций

Далее пойдет описание конкретных технологий распределенной обработки данных, таких как DCOM, COBRA, EJB и WEB технологий.

3.1 Технология COM

Распределенный СОМ Microsoft (DCOM) развивает многокомпонентную модель (СОМ) до уровня поддержки связи между объектами различных компьютеров - по ЛВС, ГВС или даже Интернет. Исполнение вашего приложения при помощи DCOM может быть распределено по местам, наиболее удобным для пользователя.

DCOM — это последовательное развитие СОМ, а значит, ваши инвестиции в создание СОМ-приложений, компонентов, инструментария плавно переносятся в сферу стандартизованных распределенных решений.

DCOM берет на себя низкоуровневые детали сетевых протоколов, а вы сможете сфокусироваться на вашем настоящем деле: создании хороших решений для пользователей.

DCOM возможно использовать для решения сложнейших проблем, связанных с распределенными приложениями:

• устойчивой работе в случае аварии аппаратного обеспечения
• работе как по обслуживанию небольшой рабочей группы, так и в качестве большого корпоративного сайта
• устойчивости в работе при авариях сети
• в работе на пользовательских машинах с различными параметрами или в различных географических зонах
• большей эффективности в условиях загруженности сети

Ниже будет описано, каким образом DCOM решает эти и другие проблемы для новых или уже существующих приложений.

Достоинства DCOM:

• Независимость от местоположения.
• Управление соединением.
• Масштабируемость.
• Быстродействие.
• Полоса пропускания и латентность.
• Безопасность.
• Баланс загрузки.
• Устойчивость к авариям.
• Гибкость в перераспределении.
• Нейтральность протокола.
• Нейтральность платформы.
• Безболезненная интеграция с другими протоколами Интернет.

Как получить DCOM?

В данный момент DCOM поставляется с Windows NT 4.0 и до конца 1996 года будет поставляться с Windows 95. В начале 1997 года Microsoft предложит вам DCOM для Apple Macintosh. Кроме того, с начала 1997 года будет доступен инструментарий DCOM для большинства UNIX-платформ, включая его исходные коды. COM и DCOM больше не являются монополией Microsoft, а управляются независимым консорциумом ActiveX (ActiveX Consortium).

Распределение приложений - это не самоцель. Распределенные приложения предоставляют вам абсолютно новые решения в проектировании и развитии. Для того, чтобы получить эти дополнительные возможности, необходимо сделать значительные вложения. Некоторые приложения являются распределенными изначально: многопользовательские игры, приложения для обмена мнениями, для телеконференций - все это примеры подобных приложений. Для них преимущества устойчивой инфраструктуры очевидны. Многие другие приложения также являются распределенными в том смысле, что они имеют как минимум два компонента, работающие на различных машинах. Но, поскольку эти приложения не были созданы для использования в распределенной среде, они достаточно ограничены в масштабируемости и в гибкости перераспределения. Любой тип поточных или групповых приложений, большинство приложений клиент/сервер и даже некоторые desktop-приложения обязательно управляют способом коммуникаций и кооперации своих пользователей. Рассмотрение таких приложений в качестве распределенных и работа с нужным компонентом в нужном месте предоставляют пользователю преимущества и оптимизируют использование сетевых и компьютерных ресурсов. Приложения, которые разрабатывались как распределенные, могут совмещать различных клиентов с различными мощностями посредством работы компонента со стороны клиента, если это возможно, и - со стороны сервера, когда это необходимо.

Разработка распределенных приложений дает системному менеджеру большое преимущество в виде гибкости в перераспределении.

К тому же, распределенные приложения являются гораздо более масштабируемыми, нежели их монолитные собратья. Если вся логика комплексного приложения сосредоточена в едином модуле, есть единственный способ ускорить работу без настройки приложения: более скоростное аппаратное обеспечение. Сегодняшние серверы и операционные системы легко модифицируются, однако чаще бывает дешевле приобрести еще одну такую же машину, нежели сделать upgrade, чтобы ускорить сервер вдвое. При правильно сконструированном распределенном приложении в начале работы все компоненты могут запуститься с одного сервера. При увеличении загрузки некоторые компоненты могут перераспределяться на дополнительные, менее дорогостоящие машины.

DCOM является развитием многокомпонентной модели (СОМ). СОМ определяет, каким образом компоненты взаимодействуют со своими клиентами. Это взаимодействие осуществляется таким образом, чтобы клиент и компонент могли соединяться без необходимости использовать некоторый промежуточный компонент системы и клиент мог вызывать методы компонента. Рисунок 12 иллюстрирует это с точки зрения многокомпонентной модели.