Файл: Технология "клиент-сервер".pdf

Хотя понятия слоя и уровня зачастую используются как взаимозаменяемые, многие сходятся во мнении, что между ними всё-таки есть различие. Различие заключается в том, что слой — это механизм логического структурирования компонентов, из которых состоит программное решение, в то время как уровень – это механизм физического структурирования инфраструктуры системы [15]. Трёхслойное решение легко может быть развёрнуто на единственном уровне, таком как персональная рабочая станция.

Двухзвенная архитектура является намного проще, в отличие от трехзвенной, так как все получаемые запросы обслуживаются одним вычислительным сервером, но именно из-за этого она будет менее надежной и предъявляет повышенные требования к вычислительной производительности используемого сервера [13].

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;

– высокую производительность (т.к. задачи распределены между серверами) [27].

Преимуществом модели взаимодействия клиент-сервер является то, что программный код клиентского приложения и серверного разделен. Если мы говорим про локальные компьютерные сети, то к преимуществам архитектуры клиент-сервер можно отнести пониженные требования к машинам клиентов, так как большая часть вычислительных операций будет производиться на сервере, а также архитектура клиент-сервер довольно гибкая и позволяет администратору сделать локальную сеть более защищенной.

К недостаткам модели взаимодействия клиент-сервер можно отнести то, что стоимость серверного оборудования значительно выше клиентского. Сервер должен обслуживать специально обученный и подготовленный человек. Если в локальной сети ложится сервер, то и клиенты не смогут работать [18].

В качестве заключения стоит явно акцентировать внимание на том, что архитектура клиент-сервер не делит машины на только клиент или только сервер, а скорее позволяет распределить нагрузку и разделить функционал между клиентской частью и серверной.

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 [9].

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. Описание 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 [25].

Практическая реализация распределенной системы обработки информации охватывает несколько независимых организаций и приводит в итоге к непосредственному созданию определенной распределенной вычислительной системы при реализации автоматизированного обмена информацией между ними.

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 [22].

Распределенная система может иметь общую цель, например, решение большой вычислительной задачи; в этом случае пользователь видит коллекцию автономных процессоров, как единое целое.

Кроме того, каждый отдельный персональный компьютер может иметь свой собственный пользователь с индивидуальными информационными потребностями, а цель распределенной системы заключается в координации использования общих ресурсов или предоставлении услуг связи пользователей.

Другие типичные свойства распределенных систем включают в себя следующее:

– система должна терпеть определенные неудачи в отдельных компьютерах;

– структура системы (топологии сети, задержки в сети, число компьютеров) не известно заранее, то система может состоять из различных видов компьютеров и сетевых каналов, и система может изменяться во время выполнения распределенной программы;

– каждый компьютер имеет только ограниченное, неполное представление о системе. Каждый компьютер может знать только одну часть входного сигнала.

Распределенная обработка оперативных данных имеет следующие преимущества:

– возможность увеличения числа удаленных взаимодействующих пользователей, выполняющих функции сбора, обработки, хранения и передачи информации;

– снятие пиковых нагрузок с централизованной базы путем распре­деления обработки и хранения локальных баз на разных персональных компьютерах;

– обеспечение доступа пользователей к вычислительным ресурсам ЛВС;

– обеспечение операций обмена данными между удаленными пользователями [20].

При распределенной обработке производится работа с базой данных, т.е. представление данных, их обработка. При этом работа с базой на логическом уровне осуществляется на компьютере клиента, а поддержание базы в актуальном состоянии – на сервере.

Параллельные вычисления можно рассматривать как частную тесно связанную форму распределенных вычислений и распределенные вычисления можно рассматривать как слабосвязанные виде параллельных вычислений. Тем не менее, можно классифицировать примерно параллельные системы, как «параллельно» или «распределенным» с использованием следующих критериев:

– в параллельных вычислениях, все используемые процессоры могут иметь необходимый доступ к общей памяти для обмена информации между процессорами;

– в распределенных вычислениях, каждый процессор имеет свою собственную память (распределенная память). Обмен информации осуществляется путем передачи сообщений между процессорами.

2.2. Возможности распределенных систем обработки информации

В современных сетевых информационных технологиях всё чаще используют распределённую обработку данных. Она позволяет повысить эффективность удовлетворения информационных потребностей пользователей, обеспечить гибкость и оперативность принимаемых им решений и др.

Под распределённой обработкой данных понимают обработку приложений несколькими территориально разделенными ЭВМ. Распределенная обработка данных (Distributed Data Processing, DDP) - это методика выполнения прикладных программ группой систем.

При этом пользователь получает возможность работать с сетевыми службами и прикладными процессами, расположенными в нескольких взаимосвязанных абонентских системах. Распределённая обработка данных позволяет повысить эффективность удовлетворения информационных потребностей пользователей, обеспечивает гибкость и оперативность принимаемых ими решений. Функции распределённой среды включают службы:

– каталогов, позволяющие клиентам находить серверы;

– удаленного вызова процедур;

– обслуживания файлов;

– безопасности данных;

– времени, синхронизирующие часы в абонентских системах.

Информационные системы, связанные с обработкой больших объемов информации, используют для хранения информации базы и банки данных. При этом в прикладных программных приложениях, связанных с обработкой данных, собственно управление базой данных может выполняться централизованно.

Параллельный доступ к одной базе данных нескольких пользователей, в том случае если база данных расположена на одной конкретной машине, соответствует режиму распределенного доступа к централизованной базы данных. Такие системы называются системами распределенной обработки данных.

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 [24].

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.

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.

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.

Каждый отдельный компонент и каждая станция в конфигурации имеют признак состояния достоверности, который позволяет упростить диспетчеризацию работоспособности системы в режиме реального времени [23]. 

Вычислительная система РсVuе включает специализированный набор Wеb-услуг для облегчения создания Wеb-портала и интеграции с другими приложениями предприятия. 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.

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 [26].

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.