Архитектура в которой слой бизнес логики вынесен на отдельный относительно субд уровень

распределенной обработки информации Исторически первым вариантом архитектурного построения вычислительной системы была архитектура с централизованнойобработкой информации, когда одна мощная универсальная ЭВМ являлась единственной платформой, выполняющей все слои логики приложения. Централизованная архитектура характеризуется рядом существенных достоинств: простота разработка приложений, легкость обслуживания и управления. Именно эти достоинства обеспечили широкое практическое применение и долгое существование вычислительных систем с централизованной обработкой информации. Появление классов мини- и микро-ЭВМ, а особенно класса персональных компьютеров (ПК) привело к разработке архитектур с децентрализованнойобработкой информации, функционирующих в рамках парадигмы построения сетей, называемой моделью клиент/сервер (cli­ent/server model). Клиентами (client) в данном случае считаются вычислительные машины, нуждающиеся в получении тех или иных услуг, а серверами (server) – вычислительные машины, которые эти услуги предоставляют. Первой разновидностью такой архитектуры может считаться так называемая архитектура с разделением файлов, которая включает несколько машин-клиентов, связанных сетью с машиной-сервером – файловым сервером. Файловый сервер загружает файлы из разделяемого местоположения, а прикладные программы полностью исполняются на компьютерах-клиентах. Эта архитектура достаточно проста в реализации, однако метафора совместного использования файлов крайне ограничивает число параллельных пользователей ввиду того, что при увеличении количества клиентов производительность системы существенно сокращается из-за частых конфликтов обновления данных и необходимости передачи по сети больших объемов трафика, требующих экономически затратного повышения пропускной способности сети. Результатом усовершенствования архитектуры с разделением файлов стала замена файлового сервера сервером баз данных. Вместо передачи файлов целиком он пересылает только ответы на запросы клиентов, уменьшая нагрузку на сеть. На уровне программного обеспечения разделение на клиента и сервер является логическим: процессы клиента и сервера могут физически размещаться как на одной, так и на разных машинах. Так в рассмотренных выше архитектурных построениях при размещении процессов клиента и сервера на одной машине (обычно принято называть эту машину звеном, или ярусом – от англ. «tier») говорят об однозвенной реализации архитектуры клиент/сервер, а при размещении процессов клиента и сервера соответственно на двух разных машинах говорят о двухзвенной реализации такой архитектуры. Таким образом под общим концептуальным названием модели «клиент/сервер» скрывается несколько вариантов архитектурного построения вычислительных систем, а именно архитектуры однозвенные, двухзвенные, трехзвенные и т. д. (обычно при числе звеньев более трех архитектуру называют многозвенной). Однозвенная архитектура вырождается в классическую архитектуру с централизованной обработкой информации. В двухзвенной архитектуре приложение разделено на две части: клиентскую и серверную. Возможные варианты распределения слоев прикладного программного обеспечения в двухзвенной архитектуре представлены на рис. 1.1. Обычно сторона клиента содержит логику представления, а логика доступа к данным (как правило СУБД) и сама база данных находятся на стороне сервера. Алгоритмы бизнес-логики могут быть размещены либо полностью на стороне сервера (конфигурация так называемого «тонкого» клиента, рис. 1.1б), либо частично или полностью на машине клиента вместе с логикой представления (конфигурация так называемого «толстого» клиента,рис. 1.1в,1.1г). В случае размещения на стороне клиента лишь части логики представления, минимально достаточной для функционирования клиента (что характерно для современных архитектур так называемых «терминальных», или «бездисковых», рабочих станций), конфигурация обычно носит наименование «сверхтонкого» клиента (рис.1.1а). Главными недостатками двухзвенной архитектуры являются необходимость либо наличия высокопроизводительных машин-клиентов (в конфигурации «толстый клиент»), либо относительно высокие требования к производительности сервера (в конфигурации «тонкий клиент»). Размещение в последнем случае на сервере как бизнес-логики, так и логики доступа к данным приводит не только к чрезмерной нагрузке сервера, но и к снижению гибкости его работы и универсальности построения. Тем не менее двухзвенные архитектуры получили с начала 1990-х годов весьма широкое практическое распространение в распределенных системах с небольшим числом клиентов (до нескольких десятков). Рис.1.1. Варианты построения двухзвенных архитектур клиент/сервер(конфигурации: а – «сверхтонкий» клиент; б – «тонкий» клиент;в, г – «толстый» клиент) Стремление повысить гибкость и масштаби­руемость многопользовательской распределенной системы привело к архитектурным реше­ниям с тремя и более звеньями. С середины 1990-х годов интенсивное практическое внедрение получила трехзвенная архитектура, которая, как и двухзвенная, поддерживает концепцию «клиент/сервер», но разделяет систему по функциональным границам между тремя слоями: логикой представления, бизнес-логикой и логикой доступа к данным (рис. 1.2). В трехзвенной архитектуре появилось дополнительное звено (так называемый «сервер приложений»), целиком предназначенное для реализации бизнес-логики. Трехзвенная архитектура позволила более явно отделить прикладную логику от пользовательского интерфейса и уровня баз данных. Так как в трехзвенной архитектуре под бизнес-логику обычно выделяется отдельная машина-сервер, то это по­вышает гибкость распределенной системы (поскольку все три слоя отделены друг от друга, то становится возможным относительно легкое изменение либо перемещение любого из них без существенного влияния на остальные слои).

Рис.1.2. Вариант построения трехзвенной архитектуры клиент/сервер Характерным примером использования трехзвенной архитектуры являются веб-приложения, которые реализуются посредством трех компонентов: веб-браузера клиента, веб-сервера и реляционной базы дан­ных. Веб-браузер на машине-клиенте обычно отвечает за предоставление клиенту графического интерфейса, который облегчает доступ к удаленным документам. Браузер интерпретирует страницы, на­писанные с использованием языка HTML, и формирует их представление на мониторе клиента. Для извлечения удаленного документа браузер свя­зывается с веб-сервером по протоколу HTTP, а затем сервер по тому же протоколу передает клиенту HTML-документ, найденный в базе данных. При этом уровень клиента, уровень сервера и уровень данных физически разнесены по разным машинам. Именно выделение бизнес-логики в отдельное звено позволяет преодолеть фундаментальные ограничения двухзвенной архитектуры. Клиенты в этом случае не поддерживают постоянного соединения с базой данных, а обмениваются информацией со средним звеном только тогда, когда это необходимо. В то же время процесс среднего звена поддерживает всего несколько активных соединений с базой данных, но использует их многократно. Поэтому процессы в среднем звене могут предоставлять обслуживание теоретически неограниченному числу клиентов. Дальнейшее увеличение гибкости и масштабируемости распределенных систем достигается переходом к многозвенным архитектурам, включающим более чем три звена, и соответствующим распределением слоев прикладного программного обеспечения (и их частей) по разным машинам. Например, слой логики доступа к данным может быть разделен на СУБД и собственно базу данных, хранимую на отдельном устройстве (или группе устройств). Такая конфигурация отражает реализацию распределенной СУБД (рис.1.3.). Рис. 1.3. Вариант построения четырехзвенной архитектуры клиент/сервер Перенос основных операций приложения на отдельный уровень позволяет с максимальной эффективностью распределить нагрузку на аппаратные устройства (трехзвенная модель на самом деле может быть многозвенной с разделением нагрузки на несколько серверов приложений) и обеспечивает безболезненное наращивание как функциональности приложения, так и числа обслуживаемых пользователей.

1. Понятие и назначение промежуточного слоя

программного обеспечения распределенных вычислений Преимущества перехода к трехзвенным и далее к многозвенным архитектурам на практике не даются даром. Например, разработка прикладных программ, основанных на трехзвенной архитектуре, более затруднительна, чем для двухзвенной или централизованной архитектур. Преодолеть возникающие проблемы помогает так называемый промежуточный слой прикладного программного обеспечения или промежуточное (по­средническое) программное обеспечение (middleware, MW). В последнее время распределенные корпоративные приложения все более усложняются, интегрируя в себя разработки от разных подразделений, унаследованные приложения и вновь приобретенные готовые программные пакеты. Информационная система все чаще включает в себя модули, разработанные поставщиками и партнерами компании. Кроме того привычным явлением стали приобретения и объединения компаний, а поэтому инфраструктура корпоративного приложения должна уметь быстро интегрировать системы новых членов корпорации. Разные модули информационной системы компании решают разные бизнес-задачи, однако конечная цель при создании корпоративной системы – получить «единый образ» общего бизнес-процесса, благодаря которому пользователь быстро получит доступ к нужным операциям и ресурсам. Например, банковский служащий должен иметь возможность работать с любыми запросами своего клиента, независимо от того, в каком модуле общей системы они реально обрабатываются. Чтобы создать такое мощное, интегрированное и хорошо масштабируемое решение необходима инфраструктура, которая бы объединяла разные модули и позволяла бы им взаимодействовать друг с другом, не вдаваясь в тонкости реализации коммуникаций. Основой такой инфраструктуры и является промежуточное программное обеспечение (ПО), бурное развитие которого связано именно с новыми задачами разработки интегрированных распределенных систем. Разные типы MW обслуживают приложения с разными требованиями к межмодульным коммуникациям. Кроме того тенденция последних лет – объектная ориентированность прикладных разработок и построение приложений из готовых компонентов – стимулирует развитие новых, объектных решений промежуточного слоя. Современная эволюция систем MW идет в сторону их усложнения. Поначалу назначение MW ограничивалось построением более высокого уровня абстракции для взаимодействия приложения с ресурсами данных или различных компонентов приложения между собой. Разработчик приложения получал возможность использовать общие интерфейсы прикладного программирования (Application Program Interface, API), которые скрывали различия специфических интерфейсов коммуникационных протоколов более низкого уровня. Однако к настоящему времени этого уже явно недостаточно для построения сложных распределенных приложений. Современные решения MW не только обеспечивают межпрограммное взаимодействие, но и реализуют платформу для среднего звена – сервера приложений, обеспечивая обширный набор необходимых служб: управления транзакциями, именования, защиты и т. д. Часто MW называют «клеем», соединяющим разрозненные части распределенного приложения. Компания ISG (International Systems Group) предлагает следующее определение MW, наиболее емко отражающее суть этой категории ПО. ISG определяет MW как специальный уровень прикладной системы, который расположен между бизнес-приложением и коммуникационным уровнем и изолирует приложение от сетевых протоколов и деталей операционных систем. Вычислительная среда распределенных приложений может включать в себя множество различных операционных систем, аппаратных платформ, коммуникационных протоколов, баз данных и разнообразных средств разработки. Общие прикладные интерфейсы MW API позволяют реализовать взаимодействие между составными частями приложения, не вдаваясь в подробности этого сложнейшего конгломерата. Изменения в инфраструктуре не потребуют изменений в приложении, если они не затрагивают MW API. MW отвечает за возможность обмена разнородной информацией. Формат представления данных на мэйнфреймах отличается от представления в Unix- или Windows-системах, поэтому прозрачное для пользователя преобразование данных также входит в задачу MW. Таким образом, в распределенной неоднородной среде MW играет роль «информационной шины», надстроенной над сетевым уровнем и обеспечивающей доступ приложения к разнородным ресурсам, а также независимую от платформ взаимосвязь различных прикладных компонентов. Различия прикладных задач не позволяют построить универсальное MW, реализовав в одном продукте все необходимые возможности. Однако явная тенденция современного рынка – консолидация различных типов MW. Существующий на сегодняшний день спектр продуктов MW можно разделить на два основных типа – промежуточное ПО доступа к базам данных и промежуточное ПО для межпрограммного взаимодействия. Промежуточное ПО доступа к базам данных относится к тематике распределенных баз данных, не входящих в круг вопросов, рассматриваемых в настоящем учебном пособии. Поэтому дальнейшее изложение будет посвящено рассмотрению промежуточного ПО для межпрограммного взаимодействия. Резюме Системы распределенной обработки информации должны обладать свойствами прозрачности, открытости, переносимости приложений, гибкости, масштабируемости, безопасности. Распределенная система позволяет скрыть от пользователя аспекты своей внутренней организации, физические места размещения ресурсов, вопросы реализации и взаимодействия процессов, обслуживающих запросы пользователя. Распределенная система способна увеличиваться в масштабах путем подключения к системе дополни­тельных компонентов без принципиального влияния на работу существующих приложений и пользователей. Прикладное программное обеспечение в общем случае может быть представлено в виде композиции трех логических слоев (уровней): слоя логики представления, слоя бизнес-логики и слоя логики доступа к данным. Разделение функциональных алгоритмов на логику представления, бизнес-логику и логику доступа к данным предполагает разные уровни абстракции в различных частях приложения. Послойное разделение прикладного программного обеспечения минимизирует взаимодействие между составными элементами и служит основой для выделения компонентов, которые могут быть распределены для работы на нескольких вычислительных машинах. Архитектурное построение вычислительной системы с централизованной обработкой информации предполагает выполнение всех логических слоев программного обеспечения на одной мощной универсальной машине. Децентрализованная обработка информации основывается на архитектурной модели клиент/сервер, где клиентами считаются вычислительные машины, нуждающиеся в получении тех или иных услуг, а серверами – вычислительные машины, которые эти услуги предоставляют. Под общим концептуальным названием модели клиент/сервер скрывается несколько вариантов архитектурного построения вычислительных систем, а именно архитектуры однозвенные, двухзвенные, трехзвенные и многозвенные (в зависимости от числа машин, на которых размещаются процессы клиента и сервера). Промежуточное программное обеспечение позволяет осуществить связь и взаимодействие между разнородными компонентами распределенных систем, предоставляет стандартные интерфейсы програм­мирования, реализует переносимость программ и прозрачность функционирования систем распределенной обработки информации.

Введение в Чистую Архитектуру. Артур Бадретдинов

РАЗБОР ТРЕХУРОВНЕВОЙ АРХИТЕКТУРЫ. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Ограничение

Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:

Источник: studfile.net

Модели архитектуры информационных систем (Архитектура информационной системы введение)

Архитектура информационной системы – концепция, определяющая модель, структуру, выполняемые функции и взаимосвязь компонентов информационной системы.

Конструктивно архитектура обычно определяется как набор ответов на следующие вопросы:

1. что делает система;
2. как эти части взаимодействуют;
3. где эти части размещены.
4. на какие части она разделяется;

По степени распределённости отличают:

1. настольные (desktop), или локальные ИС, в которых все компоненты (БД, СУБД, клиентские приложения) находятся на одном компьютере;
2. распределённые (distributed) ИС, в которых компоненты распределены по нескольким компьютерам.

Распределённые ИС, в свою очередь, разделяют на:

— файл-серверные ИС (ИС с архитектурой «файл-сервер»), продемонстрирован на рисунке 1;

Рисунок 1 — файл-серверные ИС

С точки зрения программно-аппаратной реализации можно выделить ряд типовых архитектур ИС. Компоненты информационной системы по выполняемым функциям можно разделить на три слоя: слой представления, слой бизнес-логики и слой доступа к данным.

Слой представления — все, что связано с взаимодействием с пользователем: нажатие кнопок, движение мыши, отрисовка изображения, вывод результатов поиска и т.д.

Бизнес логика — правила, алгоритмы реакции приложения на действия пользователя или на внутренние события, правила обработки данных.

Слой доступа к данным — хранение, выборка, модификация и удаление данных, связанных с решаемой приложением прикладной задачей

Традиционные архитектуры информационных систем.

Файл-серверная архитектура

Появились локальные сети. Файлы начали передаваться по сети. Сначала были одноранговые сети — все компьютеры равноправны. Потом возникла идея хранения всех общедоступных файлов на выделенном компьютере в сети — файл-сервере.

Рисунок 2 — модель файлового сервера

Файл-серверные приложения — приложения, схожие по своей структуре с локальными приложениями и использующие сетевой ресурс для хранения программы и данных. Функции сервера: хранения данных и кода программы. Функции клиента: обработка данных происходит исключительно на стороне клиента.

Количество клиентов ограничено десятками.

1. Многопользовательский режим работы с данными;
2. Удобство централизованного управления доступом;
3. Низкая стоимость разработки;

1. Низкая производительность;
2. Низкая надежность;
3. Слабые возможности расширения;

Недостатки архитектуры с файловым сервером очевидны и вытекают главным образом из того, что данные хранятся в одном месте, а обрабатываются в другом. Это означает, что их нужно передавать по сети, что приводит к очень высоким нагрузкам на сеть и, вследствие этого, резкому снижению производительности приложения при увеличении числа одновременно работающих клиентов. Вторым важным недостатком такой архитектуры является децентрализованное решение проблем целостности и согласованности данных и одновременного доступа к данным. Такое решение снижает надежность приложения.

Клиент-серверная архитектура

Ключевым отличием архитектуры клиент-сервер от архитектуры файл-сервер является абстрагирование от внутреннего представления данных (физической схемы данных). Теперь клиентские программы манипулируют данными на уровне логической схемы.

Итак, 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 (ГИП) на клиентских станциях, связанных локальной сетью. Причем издержки на разработку приложений существенно сокращались.

• Клиентская программа работает с данными через запросы к серверному ПО.
• Базовые функции приложения разделены между клиентом и сервером.

• Полная поддержка многопользовательской работы
• Гарантия целостности данных

• 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 бизнеслогику и обеспечивать пользовательский интерфейс в одной программе.

Рисунок 3 — модель сервера СУБД

Большинство недостатков классической или 2-х слойной 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.

Переходная к трехслойной архитектуре (2.5 слоя)

Использование хранимых процедур и вычисление данных на стороне сервера сокращают трафик, увеличивают безопасность. Клиент все равно реализует часть бизнеслогики.

Такая организация системы весьма напоминает организацию первых унитарных систем с той лишь разницей, что на пользовательском месте стоит не терминал (с пресловутым зеленым экраном), а персональный компьютер, обеспечивающий ГИП, например, в последнее время в качестве клиентских программ часто применяют стандартные www-броузеры. Конечно, такой возврат к почти унитарным системам произошел уже на ином технологическом уровне.

Обязательным стало использование СУБД со всеми их преимуществами. Программы для серверной части пишут, в основном, на специализированных языках, пользуясь механизмом хранимых процедур сервера БД.

Таким образом, на уровне логической организации, ИС в архитектуре клиент-сервер с тонким клиентом расщепляется на три слоя — слой данных, слой бизнес-функций (хранимые процедуры) и слой представления. К сожалению, обычно, в такой схеме построения ИС не удается написать всю бизнес-логику приложения на не предназначенных для этого встроенных языках СУБД. Поэтому, очень часто часть бизнесфункций реализуется в клиентской части систем, которая от этого неотвратимо «толстеет». Отчасти поэтому, отчасти потому, что физически такие ИС состоят из двух компонентов, эту архитектуру часто называют 2.5-слойный клиент-сервер.

В отличие от 2-х слойной архитектуры 2.5-слойная архитектура обычно не требует наличия высокоскоростных каналов связи между клиентской и серверной частями системы, так как по сети передаются уже готовые результаты вычислений — почти все вычисления производятся на серверной стороне. Существенно улучшается также и защита информации — пользователям даются права на доступ к функциям системы, а не на доступ к ее данным и т.д. Однако вместе с преимуществами унитарного подхода архитектура 2.5 перенимает и все его недостатки, как-то: ограниченную масштабируемость, зависимость от программной платформы, ограниченное использование сетевых вычислительных ресурсов. Кроме того программы для серверной части системы пишутся на встроенных в СУБД языках описания хранимых процедур, предназначенных для валидации данных и построения несложных отчетов, а вовсе не для написания ИС масштаба предприятия. Все это снижает быстродействие системы, повышает трудоемкость создания с модификации ИС и самым негативным образом сказывается на стоимости аппаратных средств, необходимых для ее функционирования.

Трехуровневая клиент-серверная архитектура

Для решения этих проблем и была предложена так называемая 3-х слойная архитектура клиент-сервер. Основным ее отличием от архитектуры 2.5 является физическое разделение программ, отвечающих за хранение данных (СУБД) от программ эти данные обрабатывающих (сервер приложения (СП), application server (AS)). Такое разделение программных компонент позволяет оптимизировать нагрузки как на сетевое, так и на вычислительное оборудование комплекса.

Рисунок 4 — модель сервера приложений

Компоненты трёхзвенной архитектуры, с точки зрения программного обеспечения реализуют определенные сервера БД, web-сервера и браузеры. Место любого из этих компонентов может занять программное обеспечение любого производителя. Ниже представлено описание взаимодействия компонентов трехуровневой архитектуры клиентсерверного приложения. Сервер БД представлен MySQL-сервером; сервер приложений технологиями: ADO.NET, ASP.NET и web-сервером IIS; роль клиента выполняет любой web-браузер.

Браузер клиента 1-> Сервер IIS 2-> Исполняющая среда ASP.NET 2.0 3-> Провайдер данных ADO.NET 2.0 4-> Сервер MySQL 5-> Провайдер данных ADO.NET 2.0 6> Исполняющая среда ASP.NET 2.0 7-> Сервер IIS 8-> Браузер клиента

• 1 — браузер клиента отправляет HTTP-запрос;
• 2 — на стороне сервера служба Web Internet Information Server (web-сервер IIS) определяет тип запрашиваемого ресурса, и для случая запроса *.aspx (расширение файлов страниц ASP.NET) загружает соответствующее ему (запросу) расширение Internet Server Aplication Programming Interface (ISAPI). Для страниц aspx это расширение isapi_aspnet.dll. IIS также осуществляет идентификацию и авторизацию пользователя от которого поступил запрос. В свою очередь расширение isapi_aspnet.dll загружает фабрику обработчиков ASP.NET. Далее, фабрика обработчиков создает объектную модель запрашиваемой страницы и обрабатывает действия пользователя.
• 3 — в ходе генерации ответа приложению ASP.NET может потребоваться обращение к БД, в этом случае используя библиотеки классов провайдера данных ADO.NET 2.0, выполняющая среда обращается к серверу БД;
• 4 — провайдер данных ADO.NET 2.0 передает запрос на операцию с БД серверу MySQL;
• 5 — сервер MySQL осуществляет обработку запроса, выполняя соответствующие операции с БД ;
• 6 — провайдер данных ADO.NET 2.0 передает результаты запроса объекту страницы;
• 7 — объект страницы с учетом полученных данных осуществляет рендеринг графического интерфейса страницы и направляет результаты в выходной поток;  8 — сервер IIS отправляет содержимое сгенерированной страницы клиентскому браузеру.

• Тонкий клиент.
• Между клиентской программой и сервером приложения передается лишь минимально необходимый поток данных — аргументы вызываемых функций и возвращаемые от них значения. Это теоретический предел эффективности использования линий связи, даже работа с ANSI-терминалами (не говоря уже об использование протокола http) требует большей нагрузки на сеть.
• Сервер приложения ИС может быть запущен в одном или нескольких экземплярах на одном или нескольких компьютерах, что позволяет использовать вычислительные мощности организации столь эффективно и безопасно как этого пожелает администратор ИС.
• Дешевый трафик между сервером приложений и СУБД. Трафик между сервером приложений и СУБД может быть большим, однако это всегда трафик локальной сети, а их пропускная способность достаточно велика и дешева. В крайнем случае, всегда можно запустить СП и СУБД на одной машине, что автоматически сведет сетевой трафик к нулю.
• Снижение нагрузки на сервер данных по сравнению с 2.5-слойной схемой, а значит и повышение скорости работы системы в целом.
• Дешевле наращивать функциональность и обновлять ПО.

1. Выше расходы на администрирование и обслуживание серверной части.

Масштабируемость систем выполненных в 3-х слойной архитектуре впечатляет. Одна и та же система может работать как на одном отдельно стоящем компьютере, выполняя на нем программы СУБД, СП и клиентской части, так и в сети, состоящей из сотен и тысяч машин. Как уже было отмечено, единственным фактором, препятствующим бесконечной масштабируемости, является лишь требование ведения единой базы данных.

Помимо требования увеличения производительности системы с ростом масштабов деятельности важным фактором является и расширение ее функциональной наполненности. И здесь 3-х слойная схема выигрывает у своих предшественников. Для расширения функциональности не обязательно менять всю систему как в случае 2.5слойной схемы — достаточно установить новый сервер приложения с требуемой функцией. Отпадают и многие проблемы, связанные с переустановкой клиентских частей программы на множестве компьютеров, быть может весьма удаленных, столь актуальные для 2слойной схемы — парадигма «тонкого» клиента предоставляет для этого целый ряд возможностей.

Заключение

Архитектура файл-сервер только извлекает данные из файлов так, что дополнительные пользователи и приложения добавляют лишь незначительную нагрузку на центральный процессор. Каждый новый клиент добавляет вычислительную мощность к сети.

Архитектура клиент-сервер предназначена для разрешения проблем файл-серверных приложений путем разделения компонентов приложения и размещения их там, где они будут функционировать наиболее эффективно. Особенностью архитектуры клиент-сервер является использование выделенных серверов баз данных, понимающих запросы на языке структурированных запросов SQL (Structured Query Language) и выполняющих поиск, сортировку и агрегирование информации.

В настоящее время архитектура клиент-сервер получила признание и широкое распространение как способ организации приложений для рабочих групп и информационных систем корпоративного уровня. Подобная организация работы повышает эффективность выполнения приложений за счет использования возможностей сервера БД, разгрузки сети и обеспечения контроля целостности данных.

Многоуровневая архитектура состоит из трех уровней:

1. нижний уровень представляет собой приложения клиентов, имеющие программный интерфейс для вызова приложения на среднем уровне;
2. средний уровень представляет собой сервер приложений;
3. верхний уровень представляет собой удаленный специализированный сервер базы данных.

Список литературы:

1. Советов Б.Я. Архитектура информационных систем. — Инфра-М, 2009. – 569 с. — Режим доступа: https://www.twirpx.com/file/1366595/ (дата обращения: 25.02.2019).
2. Архитектура информационных систем — 20.11.2016. — Режим доступа: https://mxsmirnov.com/ (дата обращения: 28.03.2019).
3. Архитектура информационной системы, оценка рисков и совокупная стоимость владения — 1.03.2014. — Режим доступа: https://www.cfin.ru/management/practice/supremum2002/16.shtml (дата обращения: 28.03.2019).
4. Технологии передачи данных: файл-сервер, клиент-сервер, терминал-сервер — 21.09.2017. — Режим доступа: http://www.itsaturn.ru/articles/article14.html (дата обращения: 28.03.2019).
5. Архитектура информационных систем — 19.01.2016. — Режим доступа: https://lektsii.com/1-78904.html (дата обращения: 28.03.2019).

• Полиграфическая база и «Новые технологические возможности» в исполнении дизайнерской продукции (ВИДЫ ПЕЧАТИ ПОЛИГРАФИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ)
• Структурные подразделения организации. Определение. Функции. Руководство.
• Alfresco
• Портфель ценных бумаг, их классификаций (Понятие ценных бумаг и их функции)
• Типы данных SQL (Введение SQL)
• Нотации ER-моделирования. Сравнение различных типов нотаций.
• Инновационные проекты
• Досрочного прекращения полномочий Президента РФ
• Система международного права (Понятие и специфика международного права как особой системы права)
• Основы и использование инструмента бережливого производства “5 Почему”
• Основы и использование инструмента бережливого производства “JIT”
• Комплекс программных решений в области информационной безопасности Лаборатории Касперского (Kaspersky Endpoint Security)

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Telegram и логотип telegram являются товарными знаками корпорации Telegram FZ-LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Источник: www.evkova.org

Введение в архитектуру клиент-серверных хранилищ

Как правило компьютеры и программы, входящие в состав информационной системы, не являются равноправными. Некоторые из них владеют ресурсами (файловая система, процессор, принтер, база данных и т.д.), другие имеют возможность обращаться к этим ресурсам. Компьютер (или программу), управляющий ресурсом, называют сервером этого ресурса (файл-сервер, сервер базы данных, вычислительный сервер. ). Клиент и сервер какого-либо ресурса могут находится как на одном компьютере, так и на различных компьютерах, связанных сетью.

Архитектура информационной системы(приложения) — концепция, определяющая модель, структуру, выполняемые функции и взаимосвязь компонентов информационной системы(приложения).

Компоненты информационной системы по выполняемым функциям можно разделить на три слоя: слой представления, слой бизнес-логики и слой доступа к данным.

Слой представления — все, что связано с взаимодействием с пользователем: нажатие кнопок, движение мыши, отрисовка изображения, вывод результатов поиска и т.д.

Бизнес логика — правила, алгоритмы реакции приложения на действия пользователя или на внутренние события, правила обработки данных.

Слой доступа к данным — хранение, выборка, модификация и удаление данных, связанных с решаемой приложением прикладной задачей

С точки зрения программно-аппаратной реализации можно выделить ряд типовых архитектур ИС.

Архитектуры приложений для работы с базами данных

Двухзвенная архитектура

В любой сети (даже одноранговой), построенной на современных сетевых технологиях, присутствуют элементы клиент-серверного взаимодействия, чаще всего на основе двухзвенной архитектуры.

Двухзвенная архитектура используется в клиент-серверных системах, где сервер отвечает на клиентские запросы напрямую и в полном объеме, при этом используя только собственные ресурсы. Т.е. сервер не вызывает сторонние сетевые приложения и не обращается к сторонним ресурсам для выполнения какой-либо части запроса.

Клиентская программа работает с данными через запросы к серверному ПО. Базовые функции приложения разделены между клиентом и сервером.

• Полная поддержка многопользовательской работы
• Гарантия целостности данных

• 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 бизнеслогику и обеспечивать пользовательский интерфейс в одной программе.

Трехзвенная архитектура

Еще одна тенденция в клиент-серверных технологиях связана со все большим использованием распределенных вычислений. Они реализуются на основе модели сервера приложений, где сетевое приложение разделено на две и более частей, каждая из которых может выполняться на отдельном компьютере. Выделенные части приложения взаимодействуют друг с другом, обмениваясь сообщениями в заранее согласованном формате. В этом случае двухзвенная клиент-серверная архитектура становится трехзвенной.

Основным ее отличием от предыдущей архитектуры является физическое разделение программ, отвечающих за хранение данных (СУБД) от программ эти данные обрабатывающих. Такое разделение программных компонент позволяет оптимизировать нагрузки как на сетевое, так и на вычислительное оборудование комплекса.

Компоненты трехзвенной архитектуры, с точки зрения программного обеспечения реализуют определенные сервера БД, web-сервера и браузеры. Место любого из этих компонентов может занять программное обеспечение любого производителя.

Сервер приложений располагается на выделенном сервере приложений, выполняющем функции промежуточного ПО.

• Тонкий клиент.
• Между клиентской программой и сервером приложения передается лишь минимально необходимый поток данных — аргументы вызываемых функций и возвращаемые от них значения.
• Сервер приложения может быть запущен в одном или нескольких экземплярах на одном или нескольких компьютерах.
• Дешевый трафик между сервером приложений и СУБД. Трафик между сервером приложений и СУБД может быть большим, однако это всегда трафик локальной сети, а их пропускная способность достаточно велика и дешева. В крайнем случае, всегда можно запустить СП и СУБД на одной машине, что автоматически сведет сетевой трафик к нулю.
• Дешевле наращивать функциональность и обновлять ПО.

• Выше расходы на администрирование и обслуживание серверной части.

По сравнению с двухзвенной клиент-серверной архитектурой или файл-серверной архитектурой трёхуровневая архитектура обеспечивает, как правило, бо́льшую масштабируемость (за счёт горизонтальной масштабируемости сервера приложений и мультиплексирования соединений), бо́льшую конфигурируемость (за счёт изолированности уровней друг от друга). Реализация приложений, доступных из веб-браузера или из тонкого клиента, как правило, подразумевает развёртывание программного комплекса в трёхуровневой архитектуре. При этом обычно разработка трёхзвенных программных комплексов сложнее, чем для двухзвенных, также наличие дополнительного связующего программного обеспечения может налагать дополнительные издержки в администрировании таких комплексов.

Процедура «запрос — ответ»

В наиболее общем виде процесс «запрос — ответ» состоит из просьбы браузера к веб-серверу отправить ему веб-страницу и выполнения браузером данной просьбы. После этого браузер занимается отображением страницы.

При этом соблюдается такая последовательность действий.

1. Вы вводите в адресную строку браузера http://server.com.
2. Ваш браузер ищет IP-адрес, соответствующий доменному имени server.com.
3. Браузер посылает запрос на главную страницу server.com.
4. Запрос проходит по Интернету и поступает на веб-сервер server.com.
5. Веб-сервер, получивший запрос, ищет веб-страницу на своем жестком диске.
6. Сервер извлекает веб-страницу и отправляет ее по обратному маршруту в адрес браузера.
7. Браузер отображает веб-страницу.

При передаче типовой веб-страницы этот процесс осуществляется для каждого имеющегося на ней объекта: элемента графики, встроенного видео- или Flash-ролика и даже шаблона CSS.

Обратите внимание на то, что на шаге 2 браузер ищет IP-адрес, принадлежащий доменному имени server.com. У каждой машины, подключенной к Интернету, включая и ваш компьютер, есть свой IP-адрес. Но, как правило, доступ к веб-серверам осуществляется по именам, таким как google.com. Вам, должно быть, известно, что браузер обращается к вспомогательной интернет-службе, так называемой службе доменных имен (Domain Name Service (DNS)), для того чтобы найти связанный с сервером IP-адрес, а затем воспользоваться им для связи с компьютером.

При передаче динамических веб-страниц процедура состоит из большего количества действий, поскольку к ней могут привлекаться как PHP, так и MySQL.

1. Вы вводите в адресную строку браузера http://server.com.
2. Ваш браузер ищет IP-адрес, соответствующий доменному имени server.com.
3. Браузер посылает запрос на главную страницу server.com.
4. Запрос проходит по Сети и поступает на веб-сервер server.com.
5. Веб-сервер, получивший запрос, ищет веб-страницу на своем жестком диске.
6. Теперь, когда главная страница размещена в его памяти, веб-сервер замечает, что она представлена файлом, включающим в себя PHP-сценарии, и передает страницу интерпретатору PHP.
7. Интерпретатор PHP выполняет PHP-код.
8. Кое-какие фрагменты кода PHP содержат MySQL-инструкции, которые интерпретатор PHP, в свою очередь, передает процессору базы данных MySQL.
9. База данных MySQL возвращает результаты выполнения инструкции интерпретатору PHP.
10. Интерпретатор PHP возвращает веб-серверу результаты выполнения кода PHP, а также результаты, полученные от базы данных MySQL.
11. Веб-сервер возвращает страницу выдавшему запрос клиенту, который отображает эту страницу на экране.

В каждом из примеров возвращенные браузеру HTML-страницы могут содержать также код JavaScript, интерпретируемый локально на машине клиента. Этот код может инициировать еще один запрос, точно так же запрос может быть инициирован встроенными объектами, например изображениями.

Источник: xn--80aaghdqfmgbznzk1h1c8b.xn--p1ai