Интегрированные технологии в распределенных системах

В распределенных системах используются три интегрированные технологии.

1. Технология «клиент — сервер».

2. Технология совместного использования ресурсов в рамках глобальных сетей.

3. Технология универсального пользовательского общения в виде электронной почты.

1. Основная форма взаимодействия ПК в сети — это «клиент — сервер». Обычно один ПК в сети располагает информационно-вычислительными ресурсами (такими, как процессоры, файловая система, почтовая служба, служба печати, база данных), а другие ПК пользуются ими. Компьютер, управляющий тем или иным ре­сурсом, называется сервером этого ресурса, а компьютер, желающий им воспользоваться, — клиентом. Если ресурсом явля­ются базы данных, то говорят о сервере баз данных, назначение которого обслуживать запросы клиентов, связанные с обработкой данных; если ресурс — файловая система, то говорят о файловом сервере или файл-сервере и т.д.

Один из основных принципов технологии «клиент — сервер», заключается в разделении операций обработки данных на три группы, имеющие различную природу. Первая группа — это ввод и отображение данных. Вторая группа объединяет прикладные опе­рации обработки данных, характерные для решения задач данной предметной области. Наконец, к третьей группе относятся операции хранения и управления данными (базами данных или файловыми системами).

Согласно этой классификации в любом техпроцессе можно выделить программы трех видов:

– программы представления, реализующие операции первой группы;

– прикладные программы, поддерживающие операции второй группы;

– программы доступа к информационным ресурсам, реализующие операции третьей группы.

В соответствии с этим выделяют три модели реализации технологии «клиент — сервер»:

– модель доступа к удаленным данным (Remote Data Access - RDA);

– модель сервера базы данных (DateBase Server — DBS);

– модель сервера приложений (Application Server — AS).

В RDA-модели программы представления и прикладные про­граммы объединены и выполняются на компьютере-клиенте, кото­рый поддерживает как операции ввода и отображения данных, так и прикладные операции. Доступ к информационным ресурсам обеспечивается или операторами языка SQL, если речь идет о базах данных, или вызовами функций специальной библиотеки. Запросы к информационным ресурсам направляются по сети удаленному компьютеру, например серверу базы данных, который обрабатыва­ет запросы и возвращает клиенту необходимые для обработки бло­ки данных (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Модель доступа к удаленным данным

DBS-модель строится в предположении, что программы, вы­полняемые на компьютере-клиенте, ограничиваются вводом и ото­бражением, а прикладные программы реализованы в процедурах базы данных и хранятся непосредственно на компьютере-сервере базы данных вместе с программами, управляющими и доступом к данным — ядру СУБД (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Модель сервера базы данных

В AS-модели программа, выполняемая на компьютере-клиенте, вешает задачу ввода и отображения данных, т. е. реализует опера­ции первой группы. Прикладные программы выполняются одним либо группой серверов приложений (удаленный компьютер или (несколько компьютеров). Доступ к информационным ресурсам, необходимым для решения прикладных задач, обеспечивается также, как и в RDA-модели. Прикладные программы обеспечивают доступ к ресурсам различных типов — базам данных,

Рис. 4.6. Модель сервера приложений

индексированным файлам, очередям и др. RDA- и DBS-модели опираются на двухзвенную схему разделений операций. В AS-модели реализована трехзвенная схема разделения операций, где прикладная программа выделена как важнейшая (рис. 4.6).

2. В течение последнего десятилетия получают все более ши­рокое развитие глобальные вычислительные и информационные се­ти — уникальный симбиоз компьютеров и коммуникаций. Идет активное включение всех стран во всемирные сетевые структу­ры. Мировой системой компьютерных коммуникаций ежеднев­но пользуются более 30 млн чел. Возрастает потребность в сред­ствах структурирования, накопления, хранения, поиска и пере­дачи информации. Удовлетворению этих потребностей служат информационные сети и их ресурсы. Совместное использование ресурсов сетей (библиотек программ, баз данных, вычислитель­ных мощностей) обеспечивается технологическим комплексом и средствами доступа.

Глобальные сети (Wide Area Network, WAN) - это телекоммуни­кационные структуры, объединяющие локальные информационные се­ти, имеющие общий протокол связи, методы подключения и протоко­лы обмена данными. Каждая из глобальных сетей (Internet, Bitnet, DECnet и др.) организовывалась для определенных целей, а в дальнейшем расширялась за счет подключения локальных сетей, использующих ее услуги и ресурсы.

Крупнейшей глобальной информационной сетью является Internet.

Передача данных в этой сети организована на основе протоко­ла Internet — IP (Internet Protocol), представляющего собой описа­ние работы сети, которое включает правила налаживания и под­держания связи в сети, обращения с IP-пакетами и их обработки, описания сетевых пакетов семейства IP. Сеть спроектирована та­ким образом, что пользователь не имеет никакой информации о конкретной структуре сети. Чтобы послать сообщение по сети, компьютер размещает данные в некий «конверт», называемый, на­пример, IP, с указанием конкретного адреса.

Архитектура сетевых протоколов TCP/IP, на основе которых построена Internet, предназначена специально для объединенной сети. Сеть может состоять из совершенно разнородных подсетей, соединенных друг с другом шлюзами. В качестве подсетей могут выступать локальные сети (Token Ring, Ethernet, пакетные радиосе­ти и т.п.), национальные, региональные и специализированные сети, а также другие глобальные сети, например, Bitnet или Sprint. К этим сетям могут подключаться машины разных типов. Каждая из подсетей работает в соответствии со своими специфическими требованиями и имеет свою природу связи, сама разрешает свои внутренние проблемы. Однако предполагается, что подсеть может принять пакет информации и доставить его по указанному в этой подсети адресу. Таким образом, две машины, подключенные к одной подсети, могут напрямую обмениваться пакетами, а если возникает необходимость передать сообщение машине другой подсети, то вступают в силу межсетевые соглашения, для чего подсети исполь­зуют межсетевой язык — протокол IP. Сообщение передается по цепочке шлюзов и подсетей, пока оно не достигнет нужной подсе­ти, где доставляется непосредственно получателю.

Для обеспечения доступа к глобальным сетям пользователю не­обходимо осуществить подключение к подсети, используя опреде­ленные методы доступа, основанные на взаимосвязи протокола обмена и типа линии связи.

Рассмотрим виды доступа в порядке убывания их стоимости.

Непосредственный (прямой) доступ. Обеспечивает доступ ко всем возможностям сети. Поставщик услуг сдает в аренду выде­ленную линию с требуемой пропускной способностью и позволяет разместить узловой компьютер (сетевой сервер) непосредственно у заказчика. Этот узел отвечает за связь вашей фирмы с другими уз­лами и пересылку данных в обе стороны. Данный вид доступа очень дорогой. Но установив однажды такое соединение, пользователь может подключать к этому узлу столько компьютеров, сколько требуется.

Непосредственный доступ предлагает наиболее гибкое подклю­чение. Каждый из компьютеров является полноправным членом сети и может воспользоваться любой из ее функций.

Для обслуживания и эксплуатации своего узла потребуется пер­сонал и документация. Это увеличивает эксплуатационные затраты.

Доступ через протоколы канального уровня Internet — SLIP и РРР. SLIP и РРР являются версиями программного обеспечения Internet, которые работают на обычных телефонных линиях, используя стандартные высокоскоростные модемы. SLIP и РРР — это протоколы канального уровня, причем РРР — это более поздний протокол, выполняющий те же функции, что и SLIP. РРР совершеннее и мощнее своего предшественника, поэтому он быстро вытесняет SLIP. SLIP и РРР очень удобны для подключения удаленного компьютера к локальной сети, которая входит в Internet. Работа по SLIP или РРР происходит на обычной линии, которую пользователь освобождает по окончании сеанса работы, и этой ли­нией могут воспользоваться другие пользователи. Преимущество SLIP и РРР состоит в том, что они позволяют работать в режиме полноправного входа в Internet.

SLIP и РРР также подходят для подключения к глобальной се­ти маленькой (до 5 пользователей) локальной сети.

Доступ «по вызову» (Dial-up Access). Системы с коммутируемым доступом — самый распространенный путь к ресурсам Internet для небольших групп и индивидуальных пользователей. В этих системах используются ресурсы чужого компьютера.

Многие организации предоставляют этот вид услуг за опреде­ленную плату в месяц.

Доступ по стандартным телефонным линиям через UNIX, UUCP. Все системы UNIX поддерживают метод, называемый UUCP, который позволяет пересылать данные по стандартным телефонным линиям. UUCP - это, как SLIP и РРР, протокол канального уровня, но он не обладает полным спектром воз­можностей, которые можно было бы реализовать на этом уровне. UUCP позволяет лишь пересылать файлы из одной системы в другую.

Получить нечто большее, чем просто пользоваться почтой и новостями, пользователь не может, так как он не подсоединен к Internet. Его компьютер имеет возможность обращаться к другому, который подключен к Internet, и обменивается с ним файлами.

Доступ через другие сети, входящие в глобальную сеть. Доступ через другие сети можно рассмотреть на примере онлайновых систем DELPHI и BIX. DELPHI предоставляет полноценный доступ к Internet, электронную почту, передачу файлов и удаленный доступ к другим компьютерам. Система обеспечивает прямое подсоединение ко всем возможностям Internet.

3. Электронная почта является популярной услугой вычислительных сетей, и поставщики сетевых операционных систем комплектуют свои продукты средствами поддержки электронной почты.

Электронная почта в локальных сетях обеспечивает передачу документов, успешно используется при автоматизации конторских работ. При использовании для связи между сотрудниками всего офиса она оказывается удобнее телефона, так как позволяет передавать такую информацию, как отчеты, таблицы, диаграммы и рисунки, которые по телефону передать трудно.

Передача между терминалами сообщений, например фототе­леграмм, может также рассматриваться как разновидность элек­тронной почты. Однако для большинства конкретных случаев ис­пользование электронной почты предполагает передачу сообщений через специальные «почтовые ящики», между которыми размеща­ются устройства обработки данных. «Почтовый ящик» — общая об­ласть памяти вычислительной сети, предназначенная для записи информации с помощью одной прикладной программы с целью ее дальнейшего использования другими прикладными программами, функционирующими в других узлах сети.

Электронная почта глобальных сетей передачи сообщений, где могут объединяться компьютеры самых различных конфигураций и совместимостей, обеспечивает:

– работу в офлайновом режиме, когда не требуется постоянного присутствия на почтовом узле. Достаточно указать специальной программе-почтовику (Mailer) время системных событий и адреса, где следует забирать почту;

– доступ к телеконференциям (Echo Conference);

– доступ к файловым телеконференциям (File Echo Conference).

Файловые телеконференции отличаются от обычных тем, что в качестве сообщений в них существуют не письма, а файлы.

К преимуществам электронной почты относятся скорость и на­дежность доставки корреспонденции, относительно низкая стои­мость услуг, возможность быстро ознакомить с сообщением широ­кий круг пользователей.

Любая система электронной почты состоит из двух главных подсистем:

- клиентского программного обеспечения, с которым непо­средственно взаимодействует пользователь;

- серверного программного обеспечения, которое управляет приемом сообщения от пользователя-отправителя, передачей сообщения, направлением сообщения в почтовый ящик адресата и его хранением в этом ящике до тех пор, пока пользователь-получатель его оттуда не достанет. Серверное про­граммное обеспечение при совместимости протоколов пере­дачи данных может обрабатывать почту, подготовленную раз­личными клиентскими программами. Это программное обес­печение различается уровнями производительности, надежности, совместимости, устойчивостью к ошибкам, возможностями расширения.

Клиентское программное обеспечение предоставляет пользова­телям удобные средства для работы с почтой.