Технологія "клієнт—сервер"

Створення архітектури "клієнт—сервер" знаменувало новий етап розвитку мережних ІТ. Це стало можливим завдяки збільшенню ємностей внутрішньої та зовнішньої пам'яті, підвищенню швидкодії ЕОМ, збільшенню швидкості передачі даних.
Концепція "клієнт—сервер" пов'язана з комп'ютерами спільного користування (серверами), які керують спільними ресурсами, що надають доступ до цих ресурсів як сервісу своїм клієнтам.
Обчислювальні мережі, побудовані на основі концепції "клієнт—сервер", дають змогу: реалізувати кооперативне управління ресурсами ОМ; виробити розподіл доступу до даних і процесів їх оброблення між безліччю робочих станцій та сервером; організувати ПЗ на основі концепції відкритих систем.
Сервер — одно- або багатопроцесорна персональна чи віртуальна ЕОМ з розподілюваною пам'яттю, розподілюваним обробленням даних, розподілюваними комунікаційними засобами та засобами управління периферійним обладнанням.
Як сервер застосовують потужні ЕОМ, що мають великий дисковий простір і швидкодійні процесори.
Основна роль серверу полягає в управлінні клієнтами, які спільно користуються ресурсами системи в заданий момент часу: принтерами, БД, зовнішньою пам'яттю, програмами та ін. За функціями розрізняють файл-сервер, обчислювальний сервер, принт-сервер, комунікаційний сервер тощо.
Залежно від конфігурації технічних і програмних засобів використовують різні концепції мережного оброблення даних ("файл—сервер", "клієнт—сервер").
Концепція "файл—сервер" передбачає наявність комп'ютера, виділеного під файловий сервер, в якому знаходяться ядро мережної ОС і файли, що централізовано зберігаються. Для цієї архітектури характерний колективний доступ до спільної БД на файловому сервері. Від конкретного АРМу на сервер надходить запит, оброблення якого зумовлює передачу по мережі на АРМ всієї інформації запитуваного файла. Вибір записів, що задовольняють умови запиту, буде здійснений на самому АРМі засобами СУБД. Це приводить до того, що в момент передачі по мережі інформації файла доступ до нього інших АРМів
блокується.
Одночасний доступ багатьох користувачів до інтегрованої БД реалізуються в концепції "клієнт—сервер", згідно з якою серверу належить більш активна роль. Запит на оброблення даних посилається клієнтом (АРМом) по мережі на сервер БД. На сервері здійснюються пошук даних і їх оброблення засобами СУБД. Оброблені дані передаються по мережі від серверу до клієнта (на АРМі). Специфікою архітектури "клієнт—сервер" є використання мови структурованих запитів SQL (Structured Queries Language) до БД, що забезпечує роботу зі спільними даними з різнотипних додатків у мережі.
Мережний сервер підтримує реалізацію функцій мережної ОС, термінальний — функцій з багатьма користувачами системи. Кожний сервер БД може працювати з певним комп'ютером і мережною ОС.
Операційні системи серверів — це DOS версії не нижче 5.0, ХЕNІХ, UNIХ, Windows NТ, OS/2 та ін. Найчастіше використовують SQL-server, SQLBASE-server, ORACLE-server тощо.
Відносно серверів решта ЕОМ, які запрошують інформацію, є клієнтами.
Клієнт — робоча станція, що взаємодіє з користувачем, здатна виконувати потрібні обчислення і забезпечує приєднання до обчислювальних ресурсів та БД засобів їх оброблення, а також засобів організації інтерфейсів.
Як ЕОМ клієнта може бути використана будь-яка ЕОМ.
Концепція "клієнт—сервер" означає, що кожна технологічна процедура потребує наявності трьох елементів: клієнта, який запрошує інформацію; серверу, що цю інформацію надає; власне мережі. Сервер можна розглядати: як елемент апаратури, який забезпечує спільно використовуваний сервіс у мережному середовищі; як програмний компонент, що надає спільний функціональний сервіс іншим програмним компонентам; як поєднання ЕОМ і програми. Клієнта можна розглядати: як ЕОМ; як додаток, що формує і спрямовує запит до серверу. Він відповідає за оброблення, виведення інформації та передачу запитів серверу. Програма-сервер приймає запит, обробляє його і відправляє результат клієнту. Користувач взаємодіє тільки з програмою-клієнтом. При цьому в концепції "клієнт—сервер" програми клієнта та його запити зберігаються окремо від СУБД.
Основна ідея концепції "клієнт—сервер" полягає в тому, щоб сервери розмістити на потужних ЕОМ, а додатки клієнтів — на менш потужних. Завдяки цьому будуть за-діяні ресурси більш потужного серверу і менш потужних ЕОМ клієнтів. Введення-виведення до бази ґрунтується не на фізичному дробленні даних, а на логічному, тобто сервер відправляє клієнтам не повну копію бази, а тільки логічно необхідні порції. Завдяки цьому скорочується графік мережі — потік повідомлень. Сервер обробляє запити клієнтів, вибирає потрібні дані з БД, посилає їх клієнтам по мережі, поновлює інформацію, забезпечує цілісність і збереження даних.
Концепція "клієнт—сервер", будучи більш потужною, замінила концепцію "файл—сервер". Вона дала змогу поєднати позитивні якості систем з одним користувачем (високий рівень діалогової підтримки, дружній інтерфейс, низька ціна) з перевагами великих комп'ютерних систем (підтримка цілісності, захист даних, багатозадачність).
Завдяки архітектурі "клієнт—сервер" реалізується механізм доступу великої кількості користувачів до інформації на сервері. З іншого боку, вплив концепції "клієнт—сервер" на основі ОМ виявився у тому, що вона вперше реалізувала адаптивну ОМ з можливістю нарощування її ресурсів. Ця ОМ здатна плавно адаптувати свою потужність до кількості користувачів, які працюють у ній. Конфігурація ОМ, забезпечуючи вимоги користувачів, не перевантажується і не вичерпується. При цьому сервери, що додаються, розташовуються ближче до користувача.
Сутність розподілених технологій оброблення і зберігання даних
Однією з найважливіших мережних технологій є розподілене оброблення даних. ПЕОМ встановлюють на робочих місцях, де виникає та використовується інформація, і з'єднують каналами зв'язку. Це дає змогу розподілити їхні ресурси в окремих функціональних сферах діяльності, децентралізуючи технологію оброблення даних. Розподілене оброблення даних дало змогу підвищити ефективність задоволення потреб інформаційного працівника і завдяки цьому забезпечити гнучкість й оперативність прийняття ним рішень. Перевагами розподіленого оброблення даних е: велика кількість взаємодіючих між собою користувачів, які виконують функції збирання, реєстрації, зберігання, передачі та видачі інформації; зняття пікових навантажень із централізованої БД розподілом оброблення і зберігання локальних БД на різних ЕОМ; забезпечення доступу інформаційного працівника до обчислювальних ресурсів мережі ЕОМ; забезпечення обміну даними між усуненими користувачами.
У розподілених системах використовують три інтегровані технології: технологія "клієнт—сервер"; технологія універсального спілкування користувачів у вигляді ЕП;
технологія спільного використання ресурсів у межах глобальних мереж.
Найпростіша технологія не припускає спеціально виділеної ЕОМ, ресурси якої розподіляються між іншими ЕОМ. Кожна ЕОМ має власні ресурси і ресурси, що надаються іншим ЕОМ. Другий тип технології передбачає виділення спеціальної ЕОМ для обслуговування мережних програм та інших ЕОМ. Тільки на цій машині можуть знаходитися спільні програми та БД. Така ЕОМ називається файл-сервером. Третій тип технології також припускає виділення окремої ЕОМ, яка називається "клієнт—сервер". У цьому разі на сервері знаходяться не тільки спільні БД, а й програми пошуку і запису, що дає змогу клієнтам запрошувати не всю інформацію з БД, а тільки частково або повністю оброблену сервером.
Мережна технологія, побудована на основі концепції клієнт—сервер", включає розподіл даних, розподіл оброблення та інтерфейс користувача.
Основний принцип технології "клієнт—сервер" полягає в розподілі операцій оброблення даних за трьома групами: введення і відображення даних; прикладні операції оброблення даних, характерні для розв'язання задач ПС; операції схову й управління даними.
Розрізняють три моделі реалізації концепції "клієнт— сервер": модель доступу до віддалених даних Remote Data Ассеss (RDА); модель серверу БД Data Ваsе Sеrvеr (DВS); модель серверу додатків Аррlісаtіоn Sеrvеr (АS).
Якщо при розподіленому обробленні проводиться робота з БД, то вважається, що подання даних, їх змістове оброблення, робота з БД на логічному рівні виконуються на ЕОМ клієнта, а підтримка бази в актуальному стані — на сервері. За використання розподіленої БД вона є на кількох серверах. Робота в ній здійснюється на тих самих або на інших ПЕОМ. Для доступу до вилучених даних застосовується мережна СУБД.
У системі розподіленого оброблення клієнт може надіслати запит до власної або віддаленої БД. Віддалений запит є одиничним запитом до одного серверу. Кілька віддалених запитів до одного серверу об'єднуються у віддалену транзакцію. Якщо окремі запити транзакції обробляються різними серверами, то транзакція називається розподіленою. При цьому один запит транзакції обробляється одним сервером. Розподілена СУБД дає змогу обробляти один запит кількома серверами. Такий запит називається розподіленим. Тільки оброблення розподіленого запиту підтримує концепцію розподіленої БД.
Організація оброблення даних залежить від способу їх розподілу. Існують централізований, децентралізований і змішаний способи розподілу даних.
Централізована організація розподілу даних є найпростішою. На одному сервері знаходиться єдина копія БД. Усі операції з БД забезпечуються цим сервером. Доступ до даних здійснюється за допомогою віддаленого запиту або віддаленої транзакції. Перевагами централізованої архітектури є надійність зберігання, легкість підтримки БД в актуальному стані, вигода адміністрування, а недоліком — обмеженість ємності зовнішньої пам'яті, висока вартість зв'язку і велика часова затримка в реалізації запитів серверу, обмеження на паралельне оброблення, недоступність БД для усунених користувачів при появі помилок зв'язку і відмові центрального серверу.
Децентралізована організація розподілу даних припускає розбиття інформаційної БД на кілька фізично розподілених. Кожний клієнт користується своєю БД, яка може бути або частиною спільної інформаційної БД, або її копією, що призводить до дублювання цієї бази для кожного клієнта.
При розподілі даних на основі розбиття БД остання є на кількох серверах. БД кожного серверу унікальна. Позитивні якості цього способу: більшість запитів задовольняються локальними БД, що скорочує час відповіді; підвищуються доступність до даних і надійність їх зберігання; вартість запитів на вибірку та поновлення даних знижується порівняно з централізованим їх розподілом; система залишається частково дієздатною, якщо вийде з ладу один сервер. Недоліками є: частина віддалених запитів або транзакцій може зажадати доступу до всіх серверів, що збільшує час очікування і вартість обслуговування; необхідно мати відомості про розміщення даних у різних БД. Однак доступність до даних і надійність їх зберігання підвищуються. Такі БД є оптимальними для спільного використання ЕОМ у локальних та глобальних ОМ.
Спосіб дублювання полягає в тому, що в кожному сервері мережі є повна БД. Це забезпечує найбільшу надійність зберігання даних. Недоліки способу: підвищені вимоги до ємності зовнішньої пам'яті; ускладнення актуалізації БД, оскільки вимагається синхронізація їх із метою погодження копій. Позитивні якості — всі запити виконуються локально, що забезпечує швидкий доступ до БД. Цей спосіб використовується тоді, коли фактор надійності є критичним, БД невелика, інтенсивність поновлення даних невелика.
Змішана організація розподілу даних об'єднує два попередні способи: розбиття і дублювання БД з перевагами та недоліками кожного з них. З'являється необхідність зберігати інформацію про те, де знаходяться дані в мережі. При цьому досягається компроміс між ємністю пам'яті БД загалом і кожного серверу, щоб забезпечити надійність та ефективність її роботи. Легко реалізується паралельне оброблення, тобто обслуговування розподіленого запиту або транзакції. Однак при цьому способі організації розподілу даних існує проблема взаємозалежності продуктивності системи, її надійності, а також виконання вимог до пам'яті. Цей спосіб можна використати лише за наявності мережної СУБД.
Технологія розподіленого оброблення даних охоплює такі основні її види:
1. Технологія "клієнт—сервер", орієнтована на централізований розподіл даних. При використанні цієї технології клієнт одержує доступ до даних віддаленого серверу. Дані можуть тільки зчитуватися. Динамічний доступ до них реалізується за допомогою віддалених транзакцій і запитів. Їх кількість має бути невеликою, щоб не знизилася продуктивність системи.
2. Технологія "клієнт—сервер", орієнтована на ЛОМ. За цієї технології єдиний сервер забезпечує доступ до БД; клієнт формує процес, що відповідає за змістове оброблення даних, їх подання і логічний доступ до БД. Цей доступ сповільнений, оскільки клієнт і сервер пов'язані між собою через локальну мережу.
3. Технологія "клієнт—сервер", орієнтована на зміну даних в одному місці. При застосуванні цієї технології реалізується оброблення розподіленої транзакції. Віддалені сервери не пов'язані між собою мережною ЕОМ, тобто сервер-координатор відсутній. Клієнт може змінювати дані тільки в своїй БД. Розподілена СУБД повинна мати засіб контролю збігів суперечливих запитів. Дані розподіляються способом розбиття.
4. Технологія "клієнт—сервер", орієнтована на зміну даних у кількох місцях. Для неї необхідні сервер-координатор, протокол, що підтримує передачу даних між різними серверами. Можливим є оброблення розподілених транзакцій в різних віддалених серверах. Це створює передумови для розроблення розподіленої СУБД. Реалізується стратегія мішаного розподілу даних передачею копій за допомогою СУБД.
5. Технологія "клієнт—сервер", орієнтована на розподілену СУБД. Ця технологія передбачає стратегію розбиття і дублювання, сприяє більш швидкому доступу до даних. Розподілена СУБД забезпечує незалежність клієнта від місця розміщення серверу, глобальну оптимізацію, розподілений контроль цілісності бази, розподілене адміністративне управління.
Сервери БД розраховані на підтримку великої кількості різноманітних ІТ. Для реалізації інтерфейсу з сервером БД можна використати об'єктно-оріентовані засоби, ЕТ, текстові процесори, графічні пакети, настільні видавничі системи та інші ІТ.
В усіх перелічених технологіях є два способи зв'язку прикладних програм клієнта і серверу БД: прямий та непрямий. За прямого зв'язку прикладна програма клієнта сполучається безпосередньо з сервером БД, а за непрямого — доступ до віддаленого серверу забезпечується засобами локальної БД. Можливим є об'єднання обох способів.
Використання технологій "клієнт—сервер" дає змогу перенести частину роботи з серверу на ЕОМ клієнта, оснащену інструментальними засобами для виконання професійних обов'язків. Завдяки цьому можна незалежно нарощувати можливості серверу БД й удосконалювати інструментальні засоби клієнта. Недолік технологій "клієнт— сервер" полягає в підвищенні вимог до продуктивності ЕОМ-серверу, ускладненні керування ОМ, а за відсутності мережної СУБД — у складностях організації розподіленого оброблення даних

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать