Файл: Технология «клиент-сервер».pdf

Трехзвенная архитектура сложнее, но благодаря тому, что функции распределены между серверами второго и третьего уровня, эта архитектура представляет:

– высокую степень гибкости и масштабируемости;

– высокую безопасность (т.к. защиту можно определить для каждого сервиса или уровня);

– высокую производительность (т.к. задачи распределены между серверами).

Таким образом, была представлена характеристика технологии «клиент-сервер», которая представляет собой вычислительную или сетевую архитектуру, в которой задания или сетевая нагрузка распределяется между активными поставщиками услуг, которые называются серверами, и заказчиками услуг, называемыми клиентами. Были описаны достоинства и недостатки технологии клиент-сервер. Также, была описана двухзвенная архитектура, которая используется в клиент-серверных системах, где вычислительный сервер отвечает на клиентские запросы напрямую и в полном объеме, при этом используя только собственные вычислительные ресурсы. Трехзвенная архитектура связана с все большим использованием распределенных вычислений. Они реализуются на основе модели сервера приложений, где сетевое приложение разделено на две и более частей, каждая из которых может выполняться на отдельном компьютере.

Глава 2. Распределенные системы обработки информации

2.1. Сущностью распределенных систем обработки информации

Распределенная система обработки информации представляет собой систему, которая охватывает несколько взаимодействующих компьютеров; система взаимодействующих независимых автоматизированных информационных систем.

В распределенных системах обработки информации основополагающим обстоятельством становится невозможность одной системы получить полностью достоверную информацию о состоянии другой системы на заданный момент времени и невозможность контролировать полностью ее поведение^[13].

Реализация распределенной системы обработки информации охватывает несколько независимых организаций и приводит в итоге к созданию определенной распределенной системы при реализации автоматизированного обмена информацией между ними^[14].

Примером распределенной вычислительной системы, может быть информационное взаимодействие между туроператором, гостиницей, авиакомпанией и консульством на базе специализированного программного обеспечения.

Перечислим основные требования к участникам распределенной системы обработки информации:

– распределенные системы могут быть созданы для конкретного предприятия с последующим доступом к другим системам и организации информационного взаимодействия;

– каждая информационная система, являющаяся частью распределенной системы, имеет определенную логику работы, которая не всегда ясна участникам этого взаимодействия и выступает в виде «черного ящика»;

– обмен информацией между участниками распределенной системы использует средства локальных сетей и возможности глобальной сети Интернет;

– все участники распределенной системы имеют свои базы данных или банк данных, в которых хранят состояние своей модели некоторой предметной области;

– невозможность получить достоверное состояние другой вычислительной системы;

– вычислительные системы могут выдавать упрощенную или измененную информацию другим участникам распределенной вычислительной системы^[15].

Основные свойства распределенных вычислительных систем обработки информации реализовываются через:

– открытость, все участники распределенной системы должны быть открытыми;

– надежность, функционирование одного участника не должно нарушаться, если другие участники не работают так, как ожидалось. Взаимодействие двух участников не должно нарушаться из-за неработоспособности третьего участника. Требование надежности касается так же реакции системы на возможные проблемы с каналами связи между участниками;

– масштабируемость, участники распределенной системы должны быть способны работать с несколькими одинаковыми системами и с разными системами близкого назначения. Добавление взаимодействия с дополнительной системой должно вызывать минимальное изменения программного обеспечения;

– эффективность, участники распределенной системы должны оптимально использовать ресурсы вычислительных мощностей и организовывать оптимальное взаимодействие с другими участниками распределенной системы;

– безопасность, у всех участников распределенной системы нет полного доверия к каналам связи и к друг другу. Необходимо использование системы шифрования передаваемых данных, идентификацию, авторизацию участников распределенной системы. Все участники распределенной системы должны сообщать только необходимую информацию о себе и не более того;

– синхронизация, участникам распределенной системы в определенный момент времени достоверно известно, что две сущности имеют одинаковое представление о чем-либо. Один участник распределенной системы должен согласовывать часть своих данных с другими участниками системы для дальнейшего взаимодействия^[16].

2.2. Распределенная система обработки информации

Приведем пример распределенной системы архитектуры SСАDА-пакета PcVue ориентированной на создание систем диспетчерского контроля и управления различного масштаба, начиная от автономных операторских мест и кончая распределенными автоматизированными системами управления, в которых задействованы сразу несколько рабочих станций, объединенных в сеть^[17].

Архитектура клиент-сервер и обмен данными между станциями являются базисными для PcVue. Как результат этого, данная система является гибким решением для диспетчеризации в области автоматизированных систем управления^[18]. Достигая промышленных стандартов надежности и производительности, это решение удовлетворяет запросы как приложений для простых одиночных станций, так и клиент-серверных приложений с возможностями избыточности и безопасности. Пример архитектуры РсVuе представлен на рис. 5. 

Рис. 5. Пример архитектуры PcVue: резервирование серверов, клиентов и промышленных сетей

При использовании PcVue в сетевом многостанционном приложении используется база данных с поддержкой удаленного доступа. Переход от автономной конфигурации к распределенной архитектуре в сети Еthеrnеt TСР/IР с избыточными серверами данных столь же прост, как и регистрация в сети. Используя встроенную поддержку избыточности, PcVue позволяет гарантировать непрерывность сбора данных в случае отказа отдельных системных компонент^[19].

PcVue поддерживает дублированные сети и для оборудования, подключенного к полевым шинам, и для станций PcVue^[20]. Пример реализованной распределенной системы с дублированием элементов и двухэкранными рабочими местами операторов представлен на рис. 6. Каждый компонент и каждая станция в конфигурации имеют признак состояния достоверности, который позволяет упростить диспетчеризацию работоспособности системы в режиме реального времени. 

Рис. 6. Распределенная система

целлюлозно-бумажного комбината Сondаt на базе РсVuе

Вычислительная система РсVuе включает специализированный набор Wеb-услуг для облегчения создания Wеb-портала и интеграции с другими приложениями предприятия^[21]. Этот сервис поддерживает системы MЕS (Mаnufасturing Еxесution Systеm), СMMS (Сomрutеrisеd Mаintеnаnсе Mаnаgеmеnt System), SСM (Suррly Сhаin Mаnаgеmеnt) и ЕRР (Еntеrрrisе Rеsourсе Planning).

PcVue поддерживает оперативную обработку данных в корпоративной базе данных Miсrosoft SQL Sеrvеr 2005 и поставляется совместно с изделием SQL Sеrvеr 2005 Еxрrеss Еdition. В совокупности с прикладным программным компонентом WеbVuе PcVue предлагает комплексное решение для «тонкого» клиента, которое является постоянно доступным из обычного Wеb-браузера через глобальную сеть Internet или вычислительную сеть интернет^[22].

Вычислительный сервер WеbVuе полностью интегрируется со всеми специализированными средствами и мерами безопасности системы межсетевой защиты предприятия. В отличие от обычного персонального компьютера, работающего под управлением операционной системы Windows, Linux или другой операционной системы, «тонкий» клиент WеbVuе не нуждается ни в каком дополнительном локальном прикладном программном приложении, кроме стандартного Wеb-браузера, для обеспечения доступа к мнемосхемам, данным реального времени и историческим данным PcVue^[23].

Станция Wеb-сервера РсVuе использует специализированную технологию Miсrosoft IIS для управления комплексной безопасностью совместно с межсетевой защитой предприятия. Полностью поддерживается управление правами пользователя и процессами аутентификации.

Можно удаленно подтверждать тревоги, просматривать графики трендов и реализовывать удаленные команды без разработки новых мнемосхем. 

Таким образом, была раскрыта сущность распределенных систем обработки информации. Распределенная система обработки информации представляет собой систему, которая охватывает несколько взаимодействующих компьютеров; система взаимодействующих независимых автоматизированных информационных систем. Приведен пример распределенной системы архитектуры SСАDА-пакета PcVue ориентированной на создание систем диспетчерского контроля и управления различного масштаба, начиная от автономных операторских мест и кончая распределенными автоматизированными системами управления, в которых задействованы сразу несколько рабочих станций, объединенных в сеть.

Глава 3. Программная реализация

3.1. Проектирование базы данных

Программа разработана на языке программирования C# в среде Microsoft Visual Studio 2013 с прикладной программной платформой .NET Framework 4.5. Для организации хранения информации была использована система управления базами данных MS SQL Server.

Разработанная система обеспечивает возможность ее наращивания без изменения структуры и существенной доработки программного и информационного обеспечения, без нарушения непрерывности ее функционирования.

Программа являет собой систему приема заказов в магазине женской одежды. При построении интерфейса использовались стандартные элементы управления среды разработки Microsoft Visual Studio^[24]. Система локализирована для использования в регионах России, это позволит пользователю легче адаптироваться к данной системе.

Microsoft Visual Studio – линейка продуктов компании Microsoft, включающих интегрированную среду разработки программного обеспечения и ряд других инструментальных средств^[25]. Данные продукты позволяют разрабатывать как консольные приложения, так и приложения с графическим интерфейсом, в том числе с поддержкой технологии Windows Forms, а также веб-сайты, веб-приложения, веб-службы как в родном, так и в управляемом кодах для всех платформ, поддерживаемых Windows, Windows Mobile, Windows CE, .NET Framework,.NET Compact Framework и Silverlight.

Под интерфейсом понимается визуальная часть программы, позволяющая пользователю вводить в программу необходимые данные и считывать с неё информацию в удобном формате. Пользователь взаимодействует с системой через отдельные диалоговые окна, при этом каждое окно связано с базой данных и отражает законченную подсистему базы данных рис. 7.

Программа позволяет легко осуществлять заказы товара, а также просмотр и удаление данных о заказе. На рис. 8. представлена последовательность действий пользователя с программой и процессы, осуществляемые в самой программе.

Рис. 7. Дерево диалога

Рис. 8. Временная диаграмма работы с системой