Организация удаленного доступа к распределенным базам данных
ционная система (ИС)
будет построена по технологии "клиент-сервер", то это означает, что
прикладные программы, реализованные в ее рамках, будут иметь распределенный
характер. Иными словами, часть функций прикладной программы (или, проще,
приложения) будет реализована в программе-клиенте, другая - в программе-
сервере, причем для их взаимодействия будет определен некоторый протокол.
Основной принцип технологии "клиент-сервер" заключается в разделении
функций стандартного интерактивного приложения на четыре группы, имеющие
различную природу. Первая группа - это функции ввода и отображения данных.
Вторая группа объединяет чисто прикладные функции, характерные для данной
предметной области.
К третьей группе относятся фундаментальные функции хранения и
управления информационными ресурсами (базами данных, файловыми системами и
т.д.). Наконец, функции четвертой группы - служебные, играющие роль связок
между функциями первых трех групп. В соответствии с этим в любом приложении
выделяются следующие логические компоненты:
. компонент представления, реализующий функции первой группы;
. прикладной компонент, поддерживающий функции второй группы;
. компонент доступа к информационным ресурсам, поддерживающий функции
третьей группы;
. протокол взаимодействия.
Различия в реализациях технологии "клиент-сервер" определяются
четырьмя факторами. Во-первых, тем, в какие виды программного обеспечения
интегрирован каждый из этих компонентов. Во-вторых, тем, какие механизмы
программного обеспечения используются для реализации функций всех четырех
групп. В-третьих - как логические компоненты распределяются между
компьютерами в сети. В-четвертых, какие механизмы используются для связи
компонентов между собой.
Выделяются четыре подхода, реализованные в следующих моделях:
. модель файлового сервера (File Server - FS);
. модель доступа к удаленным данным (Remote Data Access - RDA);
. модель севера базы данных (DataBase Server - DBS);
. модель сервера приложений (Application Server - AS).
FS-модель является базовой для локальных сетей персональных
компьютеров. В соответствии с этой моделью один из компьютеров в сети
считается файловым сервером и предоставляет услуги по обработке файлов
другим компьютерам. Файловый сервер работает под управлением сетевой
операционной системы (например, Novell NetWare) и играет роль компонента
доступа к информационным ресурсам (то есть к файлам). На других компьютерах
в сети функционирует приложение, в кодах которого совмещены компонент
представления и прикладной компонент. Протокол обмена представляет собой
набор низкоуровневых вызовов, обеспечивающих приложению доступ к файловой
системе на файл-сервере.
[pic]
Рис.1.1. Модель файлового сервера.
FS-модель послужила фундаментом для расширения возможностей
персональных СУБД в направлении поддержки многопользовательского режима. В
таких системах на нескольких персональных компьютерах выполняется как
прикладная программа, так и копия СУБД, а базы данных содержатся в
разделяемых файлах, которые находятся на файловом сервере. Когда прикладная
программа обращается к базе данных, СУБД направляет запрос на файловый
сервер. В этом запросе указаны файлы, где находятся запрашиваемые данные. В
ответ на запрос файловый сервер направляет по сети требуемый блок данных.
СУБД, получив его, выполняет над данными действия, которые были
декларированы в прикладной программе.
К технологическим недостаткам модели относят высокий сетевой трафик
(передача множества файлов, необходимых приложению), узкий спектр операций
манипулирования данными ("данные - это файлы"), отсутствие адекватных
средств безопасности доступа к данным (защита только на уровне файловой
системы) и т.д. Все перечисленные недостатки - следствие внутренне присущих
FS-модели ограничений, определяемых ее характером.
Более технологичная RDA-модель существенно отличается от FS-модели
характером компонента доступа к информационным ресурсам. Это, как правило,
SQL-сервер. В RDA-модели коды компонента представления и прикладного
компонента совмещены и выполняются на компьютере-клиенте. Последний
поддерживает как функции ввода и отображения данных, так и чисто прикладные
функции. Доступ к информационным ресурсам обеспечивается либо операторами
специального языка (языка SQL, если речь идет о базах данных) или вызовами
функций специальной библиотеки (если имеется соответствующий интерфейс
прикладного программирования - API).
[pic]
Рис 2.2. Модель доступа к удаленным данным.
Клиент направляет запросы к информационным ресурсам (например, к базам
данных) по сети удаленному компьютеру. На нем функционирует ядро СУБД,
которое обрабатывает запросы, выполняя предписанные в них действия и
возвращает клиенту результат, оформленный как блок данных. При этом
инициатором манипуляций с данными выступают программы, выполняющиеся на
компьютерах-клиентах, в то время как ядру СУБД отводится пассивная роль -
обслуживание запросов и обработка данных.
RDA-модель избавляет от недостатков, присущих как системам с
централизованной архитектурой, так и системам с файловым сервером.
Прежде всего, перенос компонента представления и прикладного
компонента на компьютеры-клиенты существенно разгружает сервер БД,
минимизируя общее число процессов операционной системы. Сервер БД
освобождается от несвойственных ему функций; процессор или процессоры
сервера целиком загружаются операциями обработки данных, запросов и
транзакций. Это становится возможным благодаря отказу от терминалов и
оснащению рабочих мест компьютерами, которые обладают собственными
локальными вычислительными ресурсами, полностью используемыми программами
переднего плана. С другой стороны, резко уменьшается загрузка сети, так как
по ней передаются от клиента к серверу не запросы на ввод-вывод (как в
системах с файловым сервером), а запросы на языке SQL, а их объем
существенно меньше.
Основное достоинство RDA-модели заключается в унификации интерфейса
"клиент-сервер" в виде языка SQL. Действительно, взаимодействие прикладного
компонента с ядром СУБД невозможно без стандартизованного средства общения.
Запросы, направляемые программой ядру, должны быть понятны обеим сторонам.
Для этого их следует сформулировать на специальном языке. Но в СУБД уже
существует язык SQL, о котором речь шла выше. Поэтому было бы целесообразно
использовать его не только в качестве средства доступа к данным, но и как
стандарта общения клиента и сервера.
К сожалению, RDA-модель не лишена ряда недостатков. Во-первых,
взаимодействие клиента и сервера посредством SQL-запросов существенно
загружает сеть. Во-вторых, удовлетворительное администрирование приложений
в RDA-модели практически невозможно из-за совмещения в одной программе
различных по своей природе функций (функции представления и прикладные
функции).
Наряду с RDA-моделью все большую популярность приобретает
перспективная DBS-модель. Последняя реализована в некоторых реляционных
СУБД (Informix, Ingres, Sybase, Oracle, InterBase). Ее основу составляет
механизм хранимых процедур - средство программирования SQL-сервера.
Процедуры хранятся в словаре базы данных, разделяются между несколькими
клиентами и выполняются на том же компьютере, где функционирует SQL-сервер.
Язык, на котором разрабатываются хранимые процедуры (SQL/PTL), представляет
собой процедурное расширение языка запросов SQL и уникален для каждой
конкретной СУБД.
В DBS-модели компонент представления выполняется на компьютере-
клиенте, в то время как прикладной компонент оформлен как набор хранимых
процедур и функционирует на компьютере-сервере БД. Там же выполняется
компонент доступа к данным, то есть ядро СУБД. Достоинства DBS-модели:
возможность централизованного администрирования прикладных функций, и
снижение трафика (вместо SQL-запросов по сети направляются вызовы хранимых
процедур), возможность разделения процедуры между несколькими приложениями,
экономия ресурсов компьютера за счет использования единожды созданного
плана выполнения процедуры. К недостаткам можно отнести ограниченность
средств, используемых для написания хранимых процедур, которые представляют
собой разнообразные процедурные расширения SQL, не выдерживающие сравнения
по функциональным возможностям с языками третьего поколения, такими как C
или Pascal. Сфера их использования ограничена конкретной СУБД, в
большинстве СУБД отсутствуют возможности отладки и тестирования
разработанных хранимых процедур.
[pic]
Рис.1.3. Модель сервера баз данных.
На практике часто используется смешанные модели, когда поддержка
целостности базы данных и некоторые простейшие прикладные функции
выполняются хранимыми процедурами (DBS-модель), а более сложные функции
реализуются непосредственно в прикладной программе, которая работает на
компьютере-клиенте (RDA-модель). Так или иначе, современные
многопользовательские СУБД опираются на RDA- и DBS-модели и при создании
ИС, предполагающем использование только СУБД, выбирают одну из этих двух
моделей, либо их разумное сочетание.
В AS-модели процесс, выполняющийся на компьютере-клиенте, отвечает,
как обычно, за и
| |  скачать работу |
Организация удаленного доступа к распределенным базам данных |
