🗊Презентация Архитектуры удалённых баз данных

Введение в технологию клиент-сервер База данных представляет собой набор файлов на сетевом сервере. Характерная особенность архитектуры клиент-сервер является перенос вычислительной нагрузки на сервер БД(SQL сервер), а также максимальная разгрузка клиента от вычислительной работы и существенное укрепление данных.

Взаимодействие сервера и клиента реализуется с помощью SQL запросов, которые формирует и отсылает серверу клиент. Сервер, приняв запрос, выполняет его и возвращает результат клиенту. В клиентском приложении в основном осуществляется интерпретация полученных от сервера данных, реализация пользовательского интерфейса, а также реализация части бизнес - правил. Взаимодействие сервера и клиента реализуется с помощью SQL запросов, которые формирует и отсылает серверу клиент. Сервер, приняв запрос, выполняет его и возвращает результат клиенту. В клиентском приложении в основном осуществляется интерпретация полученных от сервера данных, реализация пользовательского интерфейса, а также реализация части бизнес - правил.

В основе архитектуры клиент-сервер лежит идея разделения ресурсов, что приводит к функциональному выделению компонентов сети: В основе архитектуры клиент-сервер лежит идея разделения ресурсов, что приводит к функциональному выделению компонентов сети: Рабочая станции (клиент) предназначена для непосредственной работы пользователей, запрашивающий услуги у некоторого сервера. Клиент в типичной конфигурации клиент/сервер - это автоматизированное рабочее место, использующее графический интерфейс (Graphical User Interface - GUI).

Сервер предназначен для хранения, передачи и распределения информации между клиентами. Сервер локальной сети предоставляет ресурсы (услуги) рабочим станциям и/или другим серверам. Сервер предназначен для хранения, передачи и распределения информации между клиентами. Сервер локальной сети предоставляет ресурсы (услуги) рабочим станциям и/или другим серверам. Чтобы прикладная программа, выполняющаяся на рабочей станции, могла запросить услугу у некоторого сервера, требуется некоторый интерфейсный программный слой, поддерживающий такого рода взаимодействие Из этого и вытекают основные принципы системной архитектуры "клиент-сервер".

Преимущества архитектуры клиент – сервер: Большинство вычислительных процессов происходит на сервере, что снижает требования к вычислительной мощности клиента. Снижается сетевой трафик, так как пересылаются не все данные, а только запрошенные. БД на сервере представляет единый файл, в котором содержатся таблицы, ограничения целостности и другие компоненты БД. Взломать, похитить или испортить такую БД значительно труднее; существенно увеличивается защищенность БД от ввода неправильных значений. Кроме того для каждого пользователя устанавливаются свои уровни доступа. Сервер реализует управление транзакциями и предотвращает попытки одновременного изменения одних и тех же данных.

Технология “клиент-сервер” применительно к СУБД сводится к разделению системы на две части – приложение-клиент (front-end) и сервер базы данных (back-end). Технология “клиент-сервер” применительно к СУБД сводится к разделению системы на две части – приложение-клиент (front-end) и сервер базы данных (back-end). Графический интерфейс пользователя стал стандартом для систем “клиент-сервер”. Кроме того, архитектура “клиент-сервер” значительно упрощает и ускоряет разработку приложений за счет того, что правила проверки целостности данных, находятся на сервере. Неправильно работающее клиентское приложение не может привести к потере или искажению данных.

Логическая модель РБД - строится на 3-х уровнях (компонентах) абстракции данных: представления информации; обработки (бизнес-логики); хранения. Компоненты образуют строгую иерархию: слой бизнес -- логики взаимодействует со слоями хранения и представления. Физически, слои могут входить в состав одного программного модуля, или же распределяться на нескольких параллельных процессах в одном или нескольких узлах сети. Каждый слой обрабатывается соответственно функциями стандартного интерактивного приложения

На верхнем уровне абстрагирования взаимодействия клиента и сервера достаточно четко можно выделить следующие компоненты: функции ввода и отображения данных или презентационная логика (Presentation Layer- PL); -- Обеспечивает интерфейс с пользователем. Как правило, получение информации от пользователя происходит посредством различных форм. А выдача результатов запросов - посредством отчетов.

прикладные функции, характерные для данной предметной области или бизнес-логика (Business Layer- BL); прикладные функции, характерные для данной предметной области или бизнес-логика (Business Layer- BL); именно он определяет функциональность и работоспособность системы в целом. Блоки программного кода распределены по сети и могут использоваться многократно для создания сложных распределенных приложений.

фундаментальные функции хранения и управления информационными ресурсами (базами данных, файловыми системами и т.д.) или логика доступа к ресурсам (Accesss Layer – AL) -- Обеспечивает физическое хранение, добавление, модификацию и выборку данных. На данный компонент также возлагается проверка целостности и непротиворечивости данных, а также реализацию разделенных транзакций. фундаментальные функции хранения и управления информационными ресурсами (базами данных, файловыми системами и т.д.) или логика доступа к ресурсам (Accesss Layer – AL) -- Обеспечивает физическое хранение, добавление, модификацию и выборку данных. На данный компонент также возлагается проверка целостности и непротиворечивости данных, а также реализацию разделенных транзакций. Служебные функции, играющие роль связок между функциями первых трех групп.

В соответствии с этим в любом приложении выделяются следующие логические компоненты: прикладной компонент, поддерживающий функции второй группы; компонент доступа к информационным ресурсам, поддерживающий функции третьей группы; компонент представления, реализующий функции первой группы; протокол взаимодействия.

Различия в реализациях технологии определяются четырьмя факторами. в какие виды программного обеспечения интегрирован каждый из этих компонентов. тем, какие механизмы программного обеспечения используются для реализации функций всех четырех групп. как логические компоненты распределяются между компьютерами в сети. какие механизмы используются для связи компонентов между собой.

Архитектура с использованием файлового сервера обладает следующими основными недостатками: Архитектура с использованием файлового сервера обладает следующими основными недостатками: большой объем сетевого трафика, на каждой рабочей станции должна находиться полная копия СУБД, управление параллельностью, восстановлением и целостностью усложняется, поскольку доступ к одним и тем же файлам могут осуществлять сразу несколько экземпляров СУБД.

Система совместного использования файлов – FS-модель В соответствии с этой моделью один из компьютеров в сети считается файловым сервером и предоставляет услуги по обработке файлов другим компьютерам и играет роль компонента доступа к информационным ресурсам (то есть к файлам). Файл-сервер представляет собой разделяемое всеми PC комплекса расширение дисковой памяти (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.

В целом, в файл-серверной архитектуре имеем "толстого" клиента и очень "тонкий" сервер в том смысле, что почти вся работа выполняется на стороне клиента, а от сервера требуется только достаточная емкость дисковой памяти.

Удаленный доступ к данным (Remote Data Access -- RDA) отличается от FS-модели характером компонента доступа к информационным ресурсам. Это, как правило, SQL-сервер. Удаленный доступ к данным (Remote Data Access -- RDA) отличается от FS-модели характером компонента доступа к информационным ресурсам. Это, как правило, SQL-сервер. В RDA-модели программы реализующие функции представления информации(коды компонента представления) и логику прикладной обработки(прикладная компонента), совмещены и выполняются на компьютере-клиенте. Последний поддерживает как функции ввода и отображения данных, так и чисто прикладные функции. Обращение за сервисом управления данными происходит через среду передачи с помощью операторов языка SQL или вызовов функций специальной библиотекой API (Application Programming Interfase- интерфейса прикладного программирования).

Удаленное представление сервера БД ( Data Base Server- DBS) Удаленное представление сервера БД ( Data Base Server- DBS) 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 возможность централизованного администрирования приложений (прикладных функций); эффективное использование вычислительных и коммуникационных ресурсов. снижение трафика (вместо SQL-запросов по сети направляются вызовы хранимых процедур), Недостатки ограничение средств разработки хранимых процедур -сильная привязка операторов хранимых процедур к конкретной СУБД ограниченность средств, используемых для написания хранимых процедур отсутствуют возможности отладки и тестирования разработанных хранимых процедур.

Трехзвенная модель Трехзвенная модель В AS-модели(Application Server) модель сервер-приложения. Каждая из трех функций приложения реализуется на отдельном компьютере. Процесс, выполняющийся на компьютере-клиенте(Application Client - AC), отвечает за интерфейс с пользователем (то есть реализует функции первой группы). Обращаясь за выполнением услуг к прикладному компоненту, этот процесс играет роль клиента приложения. Прикладной компонент реализован как группа процессов, выполняющих прикладные функции и называется сервером приложения (Application Server - AS). Все операции над информационными ресурсами выполняются соответствующим компонентом, по отношению к которому AS играет роль клиента. Из прикладных компонентов доступны ресурсы различных типов - базы данных, очереди, почтовые службы и др.

RDA- и DBS-модели опираются на двухзвенную схему разделения функций. RDA- и DBS-модели опираются на двухзвенную схему разделения функций. В AS-модели реализована трехзвенная схема разделения функций, где прикладной компонент выделен как изолированный элемент приложения, для его определения используются универсальные механизмы многозадачной операционной системы, и стандартизованы интерфейсы с двумя другими компонентами. AS-модель является фундаментом для мониторов обработки транзакций (Transaction Processing Monitors - TPM), или, проще, мониторов транзакций, которые выделяются как особый вид программного обеспечения.

Компоненты распределенной системы могут быть по разному реализованы и исполняться в разных узлах сети. Обычно рассматриваются следующие архитектуры