Файл: Технология «клиент-сервер»(Понятия о распределенной технологии обработки информации).pdf

Введение

Одним из важнейших направлений интеграции сетевых технологий является распределенная обработка данных, позволяющая повысить эффективность удовлетворения информационной потребности пользователя и обеспечить гибкость и оперативность принимаемых им решений.

Под распределенной обработкой информации понимается комплекс операций с информацией (традиционно описываемый термином «обработка информации»), проводимый на независимых, но связанных между собой вычислительных машинах, предназначенных для выполнения общих задач.

Системы распределенной обработки информации (или распределенные вычислительные системы) в виде многомашинных вычислительных комплексов и компьютерных сетей представляют собой одну из наиболее прогрессивных форм организации средств вычислительной техники.

Появление и широкое распространение систем распределенной обработки информации обусловлено, с одной стороны, ускоренным развитием микроэлектроники, снижением стоимости вычислительных средств, увеличением их производительности при уменьшении габаритов, а с другой стороны - повышением требований к производительности, надежности и эффективности вычислительных систем, предъявляемых сферами их применения. Важно отметить, что распределение (или разделение) не идентично параллелизму.

Актуальность написания курсовой работы состоит в том, что распределение видов обработки информации состоит в том, чтобы поручить их вычислительным машинам, наилучшим образом приспособленным к этому.

При этом распределение позволяет в ряде ситуаций проводить эффективную параллельную обработку информации при выполнении больших объемов параллельных вычислений. Таким образом, в общем случае распределение не подразумевает параллелизма, но возможность «распараллелить» распределенную обработку информации существует.

Цель курсовой работы – выполнить описание особенностей клиент-серверной технологии.

Объект работы – технологии распределенной обработки данных;

Предмет работы – технология «клиент-сервер».

Задачи курсовой работы:

– привести основные определения о распределенной технологии обработки информации;

– дать характеристику понятию «технология клиент-сервер»;

– описать принцип работы рассматриваемой технологии;

– на практике использовать технологию «клиент-сервер» в СУБД SQL Server;

– привести особенности защиты информации в рассматриваемой технологии.

Глава 1. Понятия о распределенной технологии обработки информации

1.1. Основные определения

В общем случае при организации работы пользователей компьютерной сети с информационными ресурсами, что распределены по различным компьютерам, нужны 3 составляющие:

– программа, которая установлена на компьютере пользователя, что может осуществлять сетевые запросы с целью получения объектов, и предназначенная для обработки (к примеру, просмотра, изменения и печати документа);

– программа, что установлена, на компьютере, где расположен конкретный информационный объект, которая осуществляется по запросу поиск, пересылку объекта, упорядочивание доступа нескольких пользователей к нему;

– правила (протокол) для взаимодействия между такими программами.

Технология выполнения взаимодействия, в которой одна из программ запрашивает выполнение для какой-либо совокупности разных действий ("запрашивает услугу"), другая ее выполняет, является технологией "клиент-сервер".

Участники взаимодействия называются соответственно сервером и клиентом. Достаточно часто клиентом (сервером) называют компьютеры, на котором функционирует и то, и иное клиентское (серверное) программное обеспечение.[1]

Следует особо отметить, набор действий, понимаемых как специальная запрашиваемая услуга, – не обязательно чтение (или получение) объекта. В этом числе может быть сохранение (или запись), пересылки объекта и т.п.

При большом числе персональных компьютеров (десятки, сотни, тысячи) предприятия полагаются чаще всего на сети модели типа «клиент-сервер».

Упрощенно это можно считать, что отдельный компьютер в такой сети подключается к одному и нескольким мощным компьютерам, что называются серверами.

Сервером называется компьютер, или выполняющаяся программа на нём, которая предоставляет клиентам разный доступ к общим ресурсам или управляет этими ресурсами.

Клиентом называется пользователь (получатель) услуг или ресурсов, что предоставляет сервер (рисунок 1).

СЕРВЕР

Рис. 1. Структура «клиент-сервер»

В серверных сетях именно серверы оснащены мощными процессорами и сетевой ОС.

Роль серверов состоит также в обеспечение централизованного уровня защиты и управлении трафиком, в предоставление клиентам разных ресурсов: [11]

– информации;

– приложений;

– доступа к устройствам для совместного пользования (к примеру, принтерам).

В рассматриваемой среде в роли клиентов часто выступают настольные ПК (ПК, а не разные неинтеллектуальные терминалы) с управлением операционной системы типа Windows для настольных ПК.

Как правило, каждый клиент использует собственные мощности для вычислений и обработки информации, полученной с сервера, но полагается также на сервер в части использования необходимых данных или приложений. Такое распределение ролей при обработке информации носит имя клиентской и серверной обработки.

Наряду с успешным работы в собственной «родной» среде, сеть модели «клиент-сервер» может работать с микрокомпьютерами или мэйнфреймами. Именно такая гибкость в сочетании с достаточно низкой стоимостью и определяет привлекательность клиент-серверных сетей.

Выполняя работу в такой среде на ПК-клиенте, можно «вкушать плоды» 3-х разных методов по обработке информации:

– взаимодействия с иными ПК сети;

– автономной работы;

– подключения к серверу и мэйнфрейму для определения доступа к информации.

1.2. Управление одновременным доступом

Если несколько пользователей осуществляет одновременно доступ (на запись и чтение) к совместно используемой системой обработки данных, то для поддержки такого согласованного состояния данных также требуется синхронизовать доступ.

Сама синхронизация достигается путем использования алгоритмов управления для одновременного доступа, что гарантируют следование критериям корректности.

Доступ пользователей к информации инкапсулируется в рамках транзакций, которые на нижнем уровне будут выглядеть как последовательности разных операций чтения или записи данных.

Алгоритмы по управлению одновременным доступом обеспечивают также соблюдение свойства изолированности для выполнения транзакций, которое также заключается в том, что все воздействия одной транзакции на конкретную систему обработки данных вовсе не будут зависеть (будут изолированы) от иных транзакций, пока первая транзакция не будет завершена.

Самые популярные алгоритмы управления для одновременного доступа основаны на использовании механизма блокировок. В таких системах всякий раз, когда пытается получить транзакция доступ к какой-то единице памяти (странице), на эту единицу также накладывается блокировка в одном с режимов – совместном или монопольном.

Блокировки накладываются также в соответствии с правилами совместимости блокировок, исключающими разные конфликты чтение-запись, запись-чтение, запись-запись.

Для распределенных систем часто возникает проблема распространения свойств сериализуемости и алгоритмов для управления одновременным доступом в распределенную среду.

В этих системах операции, относящиеся для одной транзакции, могут также выполняться на нескольких других узлах, где располагаются нужные данные.

В таком случае наибольшую сложность будут представлять принципы обеспечения сериализуемости. Эта сложность также связана с тем, что для разных узлов порядок сериализации одинаковых множеств транзакций может оказаться самыми различным. Поэтому выполнение такого множества распределенных транзакций является сериализуемым только тогда, когда выполнение данного множества транзакций в каждом узле является сериализуемым и порядок сериализации таких транзакций во всех узлах одинаковый.

Алгоритмы управления одновременным распределенным доступом поддерживают такое свойство, называемое глобальной сериализуемостью. В алгоритмах, которые основаны на блокировках, для этого используется один из 3 методов:[7]

– централизованное блокирование;

– блокирование первичных копий;

– распределенное блокирование.

Общий побочный эффект для всех алгоритмов управления доступом посредством блокирования – это возможность тупиковых ситуаций. Задача обнаружения или преодоления тупиков сложна особенно в распределенных системах.

В первом разделе курсовой работы рассмотрены основные понятия теории распределенной обработки информации, указаны ее положительные и отрицательные стороны, а также другие понятия, связанные с распределенностью обработки информации.

Глава 2. Технология «клиент-сервер»

2.1. Понятие о технологии «клиент-сервер»

То, что ПК стоят на своих рабочих местах, местах возникновения и обработки данных, дало возможность распределять их ресурсы непосредственно по отдельным функциональным направлениям деятельности, а также изменять технологию обработки информации в направлении ее децентрализованной обработки.

На рисунке 2 показан принцип распределенной обработки информации:

Рис. 2. Принцип распределенной обработки информации

Распределенная обработка позволяет повысить эффективность для удовлетворения изменяющейся потребности в информации работника и, тем самым, обеспечивать гибкость принимаемых решений.

Основные преимущества такой распределенной обработки информации в следующем:[6]

– увеличении количества удаленных взаимодействующих пользователей, что выполняют функции обработки, сбора, хранения, передачи данных;

– снятии нагрузок с централизованной БД путем распределения нагрузки на другие ПК;

– обеспечении доступа пользователя к вычислительным ресурсам компьютерной сети;

– обеспечении процесса обмена данными для удаленных пользователей.

За время исследования технологий распределенной обработки информации выделены несколько технологий (рисунок 3).

Рис.3. Типы технологий распределенной обработки

Реальные распределенные АИС, как правило, строятся на основе сочетания всех указанных технологий.

2.2. Описание принципа работы технологии «клиент-сервер»

Системы на базе технологии «клиент-сервер» (рисунок 4) развились из самых первых централизованных АИС на основе мэйнфреймов, а также со временем получили наиболее широкое применение в корпоративных АИС.[18]

Рис.4. Принцип технологии «клиент-сервер»

При реализации технологии отступают от принципа создания распределенных систем, а именно, отсутствия центрального узла системы.

Принцип централизации обработки и хранения данных является самым базовым принципом клиент-серверной технологии.

Можно выделить также следующие идеи, что лежат в основании клиент-серверной технологии:

– общие данные для всех пользователей, что располагаются на нескольких серверах;

– совокупность пользователей, которые осуществляют доступ к информации.

Важное значение для данной технологии имеют понятия клиента и сервера.

Под сервером понимается в широком смысле любая система, процесс, ПК, владеющие каким-то вычислительным ресурсом (временем процессора, памятью, файлами).[6]