Файл: Технология «клиент-сервер» (Модернизация устаревших информационных систем).pdf

В данных архитектурах разработчики попытались выполнять обработку данных на одной из двух физических частей - либо на стороне клиента («Толстый клиент»), либо на сервере («Тонкий клиент).

Каждый подход имеет свои недостатки. В первом случае неоправданно перегружается сеть, потому что по ней передаются необработанные, а значит, избыточные данные. Кроме того, усложняется поддержка системы и ее изменение, так как замена алгоритма вычислений или исправление ошибки требует одновременной полной замены всех интерфейсных программ, а иначе могут возникнуть ошибки или несогласованность данных. Если же вся обработка информации выполняется на сервере, то возникает проблема описания встроенных процедур и их отладки. Систему с обработкой информации на сервере абсолютно невозможно перенести на другую платформу (ОС), что является серьезным недостатком.

Если все-таки разрабатывается двухуровневая классическая архитектура «Клиент – сервер», то необходимо помнить следующее:

- архитектура «Толстый сервер» аналогична архитектуре «Тонкий клиент» (рисунок 33);

Рисунок 33. – Архитектура «Тонкий клиент»

Передача запроса от клиента на сервер, обработка запроса сервером и передача результата клиенту. При этом архитектуры имеют следующие недостатки:

- усложняется реализация, так как языки типа SQL не приспособлены для разработки подобного ПО и нет хороших средств отладки;

- производительность программ, написанных на языках типа SQL, значительно ниже, чем созданных на других языках, что имеет важное значение для сложных систем;

- программы, написанные на СУБД-языках, обычно работают недостаточно надежно; ошибка в них может привести к выходу из строя всего сервера баз данных;

- получившиеся таким образом программы полностью непереносимы на другие системы и платформы.

- архитектура «Тонкий сервер» аналогична архитектуре «Толстый клиент» (рисунок 34).

Обработка запроса происходит на стороне клиента, то есть происходит передача клиенту всех необработанных данных с сервера. При этом архитектуры имеют следующие недостатки:

- усложняется обновление ПО, поскольку его замену нужно производить одновременно по всей системе;

- усложняется распределение полномочий, так как разграничение доступа происходит не по действиям, а по таблицам;

- перегружается сеть вследствие передачи по ней необработанных данных;

- слабая защита данных, поскольку сложно правильно распределить полномочия.

Рисунок 34. – Архитектура «Толстый клиент»

Для решения перечисленных проблем используются многоуровневые (три и более уровней) архитектуры «Клиент-сервер».

2.2. Трехуровневая модель

С середины 90-х годов прошлого века признание специалистов получила трехзвенная архитектура «Клиент – сервер», которая разделила информационную систему по функциональным возможностям на три отдельных компонента: логика представления, бизнес-логика и логика доступа к данным. В отличие от двухзвенной архитектуры в трехзвенной появляется дополнительное звено - сервер приложений, который предназначен для осуществления бизнес-логики, при этом полностью разгружается клиент, который направляет запросы промежуточному программному обеспечению, и максимально используются все возможности серверов.

В трехуровневой архитектуре клиент обычно не перегружен функциями обработки данных, а выполняет свою основную роль системы представления информации, поступающей с сервера приложений. Такой интерфейс можно реализовать с помощью стандартных средств Web-технологии - браузера, CGI и Java. Это уменьшает объем данных, передаваемых между клиентом и сервером приложений, что позволяет подключать клиентские компьютеры даже по медленным линиям типа телефонных каналов. Кроме того, клиентская часть может быть настолько простой, что в большинстве случаев ее реализуют с помощью универсального браузера. Но если менять ее все-таки придется, то эту процедуру можно осуществить быстро и безболезненно.

Сервер приложений – это программное обеспечение, являющееся промежуточным слоем между клиентом и сервером (рисунок 35).

Рисунок 35 - Сервер приложений

Существует несколько категорий продуктов промежуточного слоя:

- Message orientated – яркие представители MQseries и JMS;

- Object Broker – яркие представители CORBA и DCOM;

- Component based – яркие представители.NET и EJB.

Использование сервера приложений дает больше возможностей, например, уменьшается нагрузка на клиентские компьютеры, потому что сервер приложений распределяет нагрузку и обеспечивает защиту от сбоев. Так как бизнес-логика хранится на сервере приложений, то при каких-либо изменениях в отчетности или расчетах клиентские программы никоим образом не затрагиваются.

Существует несколько серверов приложений от таких знаменитых компаний как Sun Microsystem, Borland, IBM, Oracle и каждый из них отличается набором предоставляемых сервисов (производительность в данном случае учитывать не будем). Эти сервисы облегчают программирование и развертывание приложений масштаба предприятия. Обычно сервер приложений предоставляет следующие сервисы:

- WEB Server – чаще всего включают в поставку самый популярный и мощный Apache;

- WEB Container – позволяет выполнять JSP и скрипты. Для Apache таким сервисом является Tomcat;

3. Развитие

3.1. Клиент-серверные вычисления

В 1970-хи1980-хгодов была эпоха централизованных вычислений на мэйнфреймах IBM занимающих более 70% в компьютерном бизнесе мира.

Бизнес транзакции, деятельности и базы данных, запросы и техническое обслуживание - все исполнялось на мэйнфреймах IBM. Этап перехода к клиент-серверным вычислениям представляет совершенно новую концепцию и технологию реорганизации всего делового мира. Вычислительные парадигмы1990-хгодов называли «волной будущего».

Машина-клиент обычно управляет интерфейсами процессов, таких как графический интерфейс (графический пользовательский интерфейс), отправкой запросов на сервер программ, проверкой данных, введенных пользователем, а также управляет местными ресурсами, а пользователь взаимодействует с такими, как монитор, клавиатура, рабочие станции, процессора и других периферийных устройств. С другой стороны, сервер выполняет запрос клиента, с помощью службы. После того как сервер получает запросы от клиентов, он выполняет поиск базы данных, обновления и управляет целостностью данных и отправляет ответы на запросы клиентов.

Цель клиент-серверных вычислений - позволить каждой сетевой рабочей станции (клиента) и принимающей (сервера) быть доступными, по мере необходимости приложения, а так же обеспечивать доступ к существующему программному обеспечение и аппаратным компонентам от различных поставщиков для совместной работы. Когда эти два условия соединены, становятся очевидными преимущества клиент-серверной архитектуры, такие как экономия средств, повышение производительности, гибкости и использования ресурсов.

Клиент-серверные вычисления состоят из трех компонентов, клиентского процесса, запрашивающего обслуживание и серверного процесса предоставления запрашиваемых услуг, с Middleware между ними для их взаимодействия.

Клиент

Машина клиент обычно управляет пользовательским интерфейсом частей приложения, проверкой данных, введенных пользователем, отправкой запросов на сервер программы. Кроме того, клиентский процесс также управляет местными ресурсами, что позволяет пользователю взаимодействовать с монитором, клавиатурой, рабочими станциями, процессорами и другими периферийными устройствами.

Сервер

Машина Сервер выполняет служебные запросы клиента. После того как сервер получает запросы от клиентов, он производит поиск базы данных, обновления, управляет целостностью данных и отправляет ответы на запросы клиентов. Серверных процесс может работать на другой машине в сети; тогда сервер используется как файловая система услуг и приложений сервисов. Или в некоторых случаях, другой рабочий стол машины обеспечивает применение услуг. Сервер выступает в качестве программного обеспечения двигателя, который управляет общим ресурсам, таким как базы данных, принтеры, линии связи, или процессоров высокой мощности.

Основная цель серверного процесса - выполнение фоновых задач, которые являются общими для приложений.

Простейшая форма серверов - это дисковый сервер и файл-сервер. Если клиент передает запросы на файл или группы файлов по сети на файловый сервер, эта форма обслуживания данных требует большой пропускной способности и может замедлить сеть с большим количеством пользователей.

Более продвинутые формы серверов - это серверы баз данных, сервер транзакций и серверов приложений.

Middleware

Middleware позволяет приложениям прозрачно контактировать с другими программами или процессами независимо от местоположения.

Ключевым элементом Middleware является NOS (Network Operating System), которая предоставляет такие услуги, как маршрутизация, распределение, обмен сообщениями и управления сервисной сети. NOS полагается на коммуникацию протоколов предоставления конкретных услуг. Прежде чем пользователь может получить доступ к услугам сети, клиент-серверный протокол требует установку физического соединения и выбор транспортных протоколов. Клиент-серверный протокол диктует, каким образом клиенты запрашивают информацию и услуги от сервера, а также как сервер отвечает на эту просьбу.

Пирамида модели «клиент-сервер»

Мартин Батлер, председатель Butler Group предложил новые рамки для реализации клиент-серверной стратегии. Это пятислойная модель под названием VAL (Value Added Layers) Модель. Основная структура напоминает по форме пирамиду, со слоями Инфраструктура и Middleware в нижней части пирамиды, а приложения, хранилища и бизнес модели на вершине.

Характеристики каждого слоя:

Уровень 1 - Инфраструктура слоя

Слой инфраструктура состоит из всех тех компонентов, которые являются пассивными и не выполняет бизнес-функции. Примеры относятся к этой категории компьютерных операционных систем, сетей, пользовательских интерфейсов и системы управления базой данных.

Уровень 2 - Middleware

Middleware позволяет приложениям прозрачно коммуникатировать с другими программами или процессами независимо от их местоположения.

Это средство отображения приложений используемых ими ресурсов. Middleware является ключом к интеграции гетерогенных аппаратных и программных сред, обеспечивая тот уровень интеграции, который необходим многие организациям. Типичные Middleware проявляются после сетевых соединений, соединений с базой данных и осуществляют взаимодействие между базой данных и приложениями.

Уровень 3 - Программы

Приложения являются активными компонентами, которые выполняют работы по организации, и именно сюда, многие компании инвестируют большое количество усилий, времени и денег. Приложения, которые не имеют ключевого значения. Они все чаще приобретаются как готовый пакет.

Приложения же, которые являются жизненно важными для увеличения конкурентоспособности компании в отрасли, разрабатываются на месте.

Уровень 4 – Хранилище

Роль хранилища - изоляция бизнес-модели /спецификации от технологических инструментов, которые используются для ее осуществления.

Уровень 5 - Бизнес-модели

Бизнес-модель должна быть независимой, чтобы все технологии, которые используются для ее осуществления были применимы к аппаратной и программной среде в зависимости от того, что является наиболее подходящим. Это будет все больше и больше опираться на объектно-ориентированные методы, и уже существует поколение инструментов, которые поддерживают объект моделирования.

Технология перехода к клиент-серверным вычислениям проявляется, главным образом, за счет более сложной ситуации в бизнесе в последние годы, такие как глобальный маркетинг, дистанционные онлайн продажи распределения, децентрализованной корпоративной стратегии и т.д. Все это требует быстрое реагирование, легкий доступ к информации данных, и более эффективной координации между людьми на всех уровнях как внутри, так и вне организации. Клиент-серверные вычисления позволяют решать все эти проблемы и, следовательно, являются одним из приоритетных вопросов в умах управления ИТ.