Двухуровневая файл-серверная архитектура ис
На начальном этапе развития (1950-1990 годы) традиционной многопользовательской архитектурой информационных систем была схема телеобработки, при которой один компьютер (главный, мэйнфрейм) был соединен с несколькими рабочими местами – терминалами пользователей. На главной (единственной) ЭВМ размещалась база данных и необходимые программы обработки. При такой архитектуры вся нагрузка ложилась на компьютер, который должен выполнять не только действия приложений и СУБД, но и значительную работу по обслуживанию терминалов (подключение терминалов, форматирование данных, вывод на экран терминалов и т.д.).
С появлением персональных ЭВМ и первых локальных сетей пользовательские компьютеры сначала объединялись в одноранговую сеть, в которой все компьютеры были равноправны. На каждом компьютере устанавливались соответствующие приложения, зачастую однотипные, что приводило к дублированию ресурсов и неэффективному их использованию.
На следующем этапе было предложено осуществлять хранение всех общедоступных файлов на выделенном компьютере в сети ― файл-сервере. К функциям сервера относится хранения данных и кодов программы, а к функциям пользовательского компьютера (рабочей станции) ― обработка и отображение данных. Структура такой сети изображена на рис. 1.5.
|
Рисунок 1.5 – Структура файл-серверной информационной системы |
Файл-серверные приложения по своей структуре схожие с локальными приложениями. Модель файлового сервера изображена на рис. 1.6.
|
Рисунок 1.6 – Двухуровневая архитектура ИС
|
Информационная система этого типа состоит из трех компонент: сервер баз данных, клиент (персональный компьютер с клиентскими приложениями и СУБД), сеть и коммуникационное программное обеспечение. На сервере расположены СУБД и файлы, необходимые для работы клиентских приложений. Клиентские приложения и их персональные СУБД расположены и функционируют на отдельных рабочих станциях и обращаются к файловому серверу только по мере необходимости получения доступа к файлам. Сервер отбирает из базы файлы (а не отдельные их записи), которые сетью отправляются клиенту для обработки. Таким образом, файловый сервер функционирует как совместно используемый жесткий диск.
К достоинствам файл-серверной архитектуры относятся:
1. Многопользовательский режим работы с данными;
2. Удобство централизованного управления доступом;
3. Относительно низкая стоимость разработки.
Архитектуре с использованием файлового сервера присущи следующие основные недостатки:
большой объем сетевого графика;
на каждой рабочей станции должна быть полная копия пользовательской СУБД;
управление параллельностью, восстановлением и целостностью базы данных осложняется, поскольку доступ к одним и тем же файлов осуществляется одновременно несколькими СУБД.
Клиент-серверная двухуровневая архитектура ис
Ключевым отличием архитектуры клиент-сервер от архитектуры файл-сервер является абстрагирование от внутреннего представления данных (физической схемы данных). При такой архитектуре клиентские программы манипулируют данными на уровне логической схемы. Для реализации архитектуры клиент-сервер обычно используют многопользовательские СУБД, например, Oracle или Microsoft SQL Server.
Клиент-серверная информационная система состоит из трех основных компонент: программное обеспечение сервера; программное обеспечение конечного пользователя; промежуточное программное обеспечение (рис.1.7). Программное обеспечение сервера, кроме управления базами данных обеспечивает обслуживание клиентов.
|
Рисунок 1.7 – Структура клиент-серверной ИС |
В таких СУБД предусмотрены механизмы блокировки и элементы управления многопользовательским доступом, которые обеспечивают защиту данных от рисков, присущих параллельному доступу. Кроме этого, серверу баз данных приходится защищать данные от несанкционированного доступа, оптимизировать запросы к базе данных, обеспечивать целостность данных и контроль завершение транзакций. В клиент-серверной организации клиенты могут быть достаточно "тонкими", а сервер должен быть "толстым" настолько, чтобы удовлетворять потребности всех клиентов.К программному обеспечению конечного пользователя относятся средства разработки прикладных программ и генераторы отчетов, в том числе электронные таблицы и текстовые процессоры С помощью этого программного обеспечения пользователи устанавливают связь с сервером, формируют запросы, которые автоматически генерируются в запросы на языке SQL и отправляются на сервер. Сервер принимает и обрабатывает запросы, а затем передает полученные результаты клиентам. Промежуточное программное обеспечение ― часть системы клиент-сервер, которая связывает программное обеспечение конечного пользователя с сервером.
Использование архитектуры клиент-сервер позволило создавать надежные (в смысле целостности данных) многопользовательские ИС с централизованной базой данных, независимые от аппаратной (а часто и программной) части сервера БД и поддерживающие графический интерфейс пользователя на клиентских станциях, связанных локальной сетью. Причем издержки на разработку приложений существенно сокращались.
Такая архитектура имеет два уровня, характерной особенностью которой является то, что клиентские программы работает с данными через запросы к серверному ПО, а базовые функции приложения разделены между клиентом и сервером (рис.1.8).
|
Рис. 1.8 – Модель сервера СУБД двухуровневой ИС
|
К достоинствам этой архитектуры относятся:
полная поддержка многопользовательской работы;
обеспечение целостности данных.
Двухуровневую архитектуру целесообразно использовать на предприятиях с количеством пользователей несколько десятков, поскольку операционная система сервера при обслуживании большого количества клиентов слишком перегружается управлением многочисленными соединениями с сервером.
Недостатками двухуровневой клиент-серверной архитектуры являются:
Бизнес логика приложений осталась в клиентском ПО. При любом изменении алгоритмов, надо обновлять пользовательское ПО на каждом клиенте.
Высокие требования к пропускной способности коммуникационных каналов с сервером, что препятствует использование клиентских станций иначе как в локальной сети.
Слабая защита данных от взлома, в особенности от недобросовестных пользователей системы.
Высокая сложность администрирования и настройки рабочих мест пользователей системы.
Необходимость использовать мощные ПК на клиентских местах.
Высокая сложность разработки системы из-за необходимости выполнять бизнес-логику и обеспечивать пользовательский интерфейс в одной программе.
Большинство недостатков 2-х уровневой (классической) архитектуры клиент-сервер проистекают от использования клиентской станции в качестве исполнителя бизнес-логики ИС.
Поэтому очевидным шагом дальнейшей эволюции архитектур ИС явилась идея "тонкого клиента", то есть разбиения алгоритмов обработки данных на части связанные с выполнением бизнес-функций и связанные с отображением информации в удобном для человека представлении. При этом на клиентской машине оставляют лишь вторую часть, связанную с первичной проверкой и отображением информации, перенося всю реальную функциональность системы на серверную часть.