Добавлен: 15.06.2023
Просмотров: 138
Скачиваний: 2
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.
Есди все-таки разрабатывается двухуровневая классическая архитектура «Клиент – сервер», то необходимо помнить следующее:
- архитектура «Толстый сервер» аналогична архитектуре «Тонкий клиент» (рисунок 3);
Рисунок 3 – 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 4).
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 4. – Архитектура «Толстый клиент»
Для решения перечисленных проблем используются многоуровневые (три и более уровней) архитектуры «Клиент-сервер».
-
-
1.3 Многоуровневая архитектура "клиент-сервер"
-
С середины 90-х годов прошлого века популярность специалистов получила трехзвенная архитектура «Клиент - сервер», разделившая информационную систему по функциональным возможностям на три некоторых звена: логика доступа к данным, логика представления и бизнес-логика. В противоположность двухуровневой архитектуры в трехуровневой имеется дополнительное звено - сервер приложений, предназначенный для осуществления бизнес-логики, при этом полностью разгружается клиент, который посылает запросы промежуточному программному обеспечению, и максимально употребляются все возможности серверов.
В трехуровневой архитектуре клиент как правило не перегружен функциями обработки данных, а осуществляет свою главную роль системы представления информации, поступающей с сервера приложений. Такой интерфейс можно привести в исполнение с помощью стандартных средств Web-технологии - браузера, CGI и Java. Это понижает объемность данных, предоставляемых между клиентом и сервером приложений, что позволяет подключать клиентские компьютеры даже по медленным линиям типа телефонных каналов. В связи с этим, клиентская часть может быть такой простой, что в большинстве случаев ее осуществляют с помощью универсального браузера. Однако если все-таки ее поменять придется, то эту процедуру можно реализовать быстро и безболезненно.
Сервер приложений - это программное обеспечение, которое является промежуточным пластом между сервером и клиентом.
Имеется несколько категорий продуктов промежуточного пласта:
- - Message orientated - яркие представители MQseries и JMS;
- - Object Broker - яркие представители CORBA и DCOM;
- - Component based - яркие представители.NET и EJB.
Применение сервера приложений приносит намного больше возможностей, например, снижается нагрузка на клиентские компьютеры, так как сервер приложений распределяет нагрузку и обеспечивает защиту от сбоев. Поскольку бизнес-логика хранится на сервере приложений, то при каких-либо изменениях в отчетности или расчетах клиентские программы никаким образом не задеваются.
Есть немного серверов приложений от таких знаменитых компаний как Sun, Oracle Microsystem, IBM, Borland и каждый из них различается комплектом предоставляемых сервисов (производительность учитывать в данном случае не буду). Эти сервисы облегчают программирование и развертывание приложений масштаба предприятия. Как правило сервер приложений дает следующие сервисы:
- - WEB Server - чаще всего включают в поставку самый мощный и популярный Apache;
- - WEB Container - позволяет выполнять JSP и сервлеты. Для Apache таким сервисом является Tomcat;
- - CORBA Agent - может предоставлять распределенную директорию для хранения CORBA объектов;
- - Messaging Service - брокер сообщений;
- - Transaction Service - уже из названия понятно, что это сервис транзакций;
- - JDBC - драйвера для подключения к базам данных, ведь именно серверу приложений придется общаться с базами данных и ему нужно уметь подключаться к используемой в вашей компании базе;
- - Java Mail - данный сервис может предоставлять сервис к SMTP;
- - JMS (Java Messaging Service) - обработка синхронных и асинхронных сообщений;
- - RMI (Remote Method Invocation) - вызов удаленных процедур.
Многоуровневые клиент-серверные системы довольно легко можно перевести на Web-технологию - для этого нужно заменить клиентскую часть специализированным или универсальным браузером, а сервер приложений дополнить Web-сервером и малыми программами вызова процедур сервера. Для
разработки этих программ можно употребить как Common Gateway Interface (CGI), так и более современную технологию Java.
В трехуровневой системе в качестве каналов связи между сервером приложений и СУБД можно использовать наиболее быстрые линии, требующие минимальныхзатрат, так как сервера как правило находятся в одном помещении (серверной) и не будет перегружать сеть из-за передачи высокого количества информации.
Из всего перечисленного вытекает вывод о том, что двухуровневая архитектура весьма уступает многоуровневой архитектуре, в связи с этим на сегодняшний день применяется только многоуровневая архитектура «Клиент - сервер», распознающая три модификации - RDA, DBS и AS.
Различные модели технологии «Клиент - сервер»
Самой первой основной базовой технологией для локальных сетей была модель файлового сервера (FS). В то время эта технология была весьма распространена среди отечественных разработчиков, использовавших такие системы, как FoxPro, Clipper, Clarion, Paradox и так далее.
В модели FS функции всех 3-х компонентов (компонент представления, прикладной компонент и компонент доступа к ресурсам) совмещены в одном коде, который осуществляется на компьютере-сервере (хосте). Компьютер-клиент в такой архитектуре совсем отсутствует, а отображение и вынесение данных совершается с помощью компьютера компьютера или терминала в порядке эмуляции терминала. Приложения обычно формируются на языке четвертого поколения (4GL). Один из компьютеров в сети считается файловым сервером и дает другим компьютерам услуги по обработке файлов. Он функционирует под управлением сетевых ОС и играет важную роль компонента доступа к информационным ресурсам. На прочих ПК в сети функционирует приложение, в кодах которого соединены прикладной компонент и компонент представления.
Технология действия между клиентом и сервером такая: запрос посылается на файловый сервер, передающий СУБД, которая размещена на компьютере-клиенте, требуемый блок данных. Вся обработка исполняется на терминале.
Протокол обмена - это некий набор вызовов, которые обеспечивают приложению вход к файловой системе на файл-сервере.
Положительными сторонами данной технологии являются:
- - простота разработки приложений;
- - удобство администрирования и обновления ПО
- - низкая стоимость оборудования рабочих мест (терминалы или дешевые компьютеры с низкими характеристиками в режиме эмуляции терминала всегда дешевле полноценных ПК).
Но достоинства FS - модели превосходят ее недостатки:
- большая загрузка сети;
Несмотря на немаленький объем данных, которые пересылаются по сети, время отклика является критичным, потому что каждый символ, введенный клиентом на терминале, должен быть передан на сервер, обработан приложением и возвращен обратно для вывода на экран терминала. Помимо этого существует проблема распределения нагрузки между несколькими компьютерами.
- - дорогостоящее аппаратное обеспечение сервера, так как все пользователи разделяют его ресурсы;
- - отсутствие графического интерфейса.
Благодаря решению проблем, присущих технологии «Файл - сервер» появилась более прогрессивная технология, получившая название «Клиент - сервер».
Для современных СУБД архитектура «клиент-сервер» стала фактически стандартом. Если предполагается, что проектируемая сетевая технология будет иметь архитектуру «клиент-сервер», то это означает, что прикладные программы, реализованные в ее рамках, будут иметь распределенный характер, то есть часть функций приложений будет реализована в программе-клиенте, другая - в программе-сервере.
Различия в реализации приложений в рамках технологии «Клиент-сервер»определяются четырьмя факторами:
- - какие виды программного обеспечения в логических компонентах;
- - какие механизмы программного обеспечения используются для реализации функций логических компонентов;
- - как логические компоненты распределяются компьютерами в сети;
- - какие механизмы используются для связи компонент между собой.
Исходя из этого, выделяются три подхода, каждый из которых реализован в соответствующей модели технологии «Клиент - сервер»:
- - модель доступа к удаленным данным (Remote Date Access - RDA);
- - модель сервера базы данных (DateBase Server - DBS);
- - модель сервера приложений (Application Server - AS).
Существенным преимуществом RDA-модели является обширный выбор инструментальных средств разработки приложений, которые обеспечивают стремительное образование desktop-приложений, которые работают с SQL-направленными СУБД. Как правило, инструментальные средства поддерживают графический интерфейс пользователя с ОС, а также средства автоматической генерации кода, где смешаны функции представления и прикладные функции.
Несмотря на большое распространение, RDA-модель уступает место наиболее технологичной DBS-модели.
Модель сервера баз данных (DBS) - сетевая архитектура технологии «Клиент - сервер», в основе которой лежит механизм хранимых процедур, который реализует прикладные функции. В DBS - модели понятие информационного ресурса сжато до базы данных из-за того же механизма хранимых процедур, реализованный в СУБД, да и то не во всех.
Положительные стороны DBS-модели перед RDA-моделью очевидны: это и возможность централизованного администрирования различных функций, и снижение трафика сети потому, что вместо SQL-запросов по сети передаются вызовы хранимых процедур, и возможность разделения процедуры между двумя приложениями, и экономия ресурсов компьютера за счет использования однажды созданного плана выполнения процедуры.
Модель сервера приложений (AS) - это сетевая архитектура технологии «Клиент - сервер», которая представляет собой процесс, который выполняется на компьютере-клиенте, и, который отвечает за интерфейс с пользователем (ввод и отображение данных). Важнейшим элементом такой модели является прикладной компонент, который называется сервером приложения, он функционирует на удаленном компьютере (или двух компьютерах). Сервер приложений осуществлен как группа прикладных функций, оформленных в виде сервисов (служб). Каждый сервис предоставляет некоторые услуги всем программам, которые желают и могут ими воспользоваться.
Выучив все модели технологии «Клиент - сервер», можно сделать такой вывод: RDA- и DBS-модели, в основе этих двух моделей лежит двухзвенная схема разделения функций. В RDA-модели прикладные функции переданы клиенту, в DBS-модели их исполнение реализовывается через ядро СУБД. В RDA-модели прикладной компонент сливается с компонентом представления, в DBS-модели интегрируется в компонент доступа к ресурсам.
В AS-модели осуществлена трехзвенная схема разделения функций, где прикладной компонент выделен как главный изолированный элемент приложения, который имеет стандартизированные интерфейсы с двумя прочими компонентами.