Файл серверная архитектура это
Билет 10. Файл-серверная архитектура;
2)
Файл-серверная архитектура
1)
Архитектура информационной системы — концепция, определяющая модель,
структуру, выполняемые функции и взаимосвязь компонентов информационной системы.
С точки зрения программно-аппаратной реализации можно выделить ряд типовых
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.
Появились локальные сети. Файлы начали передаваться по сети. Сначала были
одноранговые сети — все компьютеры равноправны.3
Потом возникла идея хранения всех общедоступных файлов на выделенном
компьютере в сети — файл-сервере.
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
Классификация по масштабу
По масштабу информационные системы подразделяются на следующие группы:
Для групповых и корпоративных систем существенно повышаются требования к надежности функционирования и сохранности данных. Эти свойства обеспечиваются поддержкой целостности данных, ссылок и транзакций в серверах баз данных.
Одиночные информационные системы реализуются, как правило, на автономном персональном компьютере (сеть не используется). Такая система может содержать несколько простых приложений, связанных общим информационным фондом, и рассчитана на работу одного пользователя или группы пользователей, разделяющих по времени одно рабочее место. Подобные приложения создаются с помощью так называемых настольных или локальных систем управления базами данных (СУБД). Среди локальных СУБД наиболее известными являются Clarion, Clipper, FoxPro, Paradox, dBase и Qicrosoft Access.
Групповые информационные системы ориентированы на коллективное использование информации членами рабочей группы и чаще всего строятся на базе локальной вычислительной сети. При разработке таких приложений используются серверы баз данных (называемые также SQL-серверами) для рабочих групп. Существует довольно большое количество различных SQL-серверов, как коммерческих, так и свободно распространяемых. Среди них наиболее известны такие серверы баз данных, как Oracle, DB2, Qicrosoft SQL Server, InterBase, Sybase, Inforqix.
Корпоративные информационные системы являются развитием систем для рабочих групп, они ориентированы на крупные компании и могут поддерживать территориально разнесенные узлы или сети. В основном они имеют иерархическую структуру из нескольких уровней. Для таких систем характерна архитектура клиент-сервер со специализацией серверов или же многоуровневая архитектура. При разработке таких систем могут использоваться те же серверы баз данных, что и при разработке групповых информационных систем. Однако в крупных информационных системах наибольшее распространение получили серверы Oracle, DB2 и Qicrosoft SQL Server.
1. Архитектура информационной системы: архитектура клиент-сервер
2. Понятие технологии проектирования АИС. Основные требования, предъявляемые к выбираемой технологии
3. Разработать c помощью САSЕ-средства функциональную модель ремонта компьютера.
Архитектура файл-сервер
Архитектуры ИС
Современные информационные системы характеризуются огромными объемами хранимой и обрабатываемой информации, сложностью ее организации, а также необходимостью удовлетворять разнообразные требования пользователей.
Существуют различные способы организации данных и методы доступа к ним. Традиционные архитектурные решения информационных систем основаны на использовании выделенных файл-серверов или серверов баз данных (БД). Существуют также варианты архитектур корпоративных информационных систем, базирующихся на технологии Интернет. В настоящее время достаточно популярной является также разновидность архитектуры информационной системы, основывающаяся на концепции «хранилища данных» (DataWarehouse) — интегрированной информационной среды, включающей разнородные информационные ресурсы.
И наконец, для построения глобальных распределенных информационных приложений используется архитектура интеграции информационно-вычислительных компонентов на основе объектно-ориентированного подхода.
Архитектура файл-сервер
В архитектуре файл-сервер базы данных хранятся на сервере, клиент обращается к серверу с файловыми командами, а механизм управления всеми информационными ресурсами находится на компьютере клиента.
Файл-серверные базы данных могут быть доступны многим клиентам через сеть. Сама база данных хранится на сетевом файл-сервере в единственном экземпляре. Для каждого клиента во время работы создается локальная копия данных, с которой он манипулирует. При этом возникают проблемы, связанные с возможным одновременным доступом нескольких пользователей к одной и той же информации. Эти проблемы решаются разработчиками приложений баз данных (каждый раз при обращении к данным проверяется их доступность).
Архитектура файл-сервер обладает значительными недостатками. Одним из них является непроизводительная загрузка сети. При каждом запросе клиента данные в его локальной копии полностью обновляются из базы данных на сервере. Даже если запрос относится всего к одной записи, обновляются все записи базы данных. Если записей в базе данных много, то и при небольшом числе клиентов сеть будет загружена очень основательно, что серьезно скажется на скорости выполнения запросов. В результате циркуляции в сети больших объемов избыточной информации резко возрастает нагрузка на сеть, что приводит к соответствующему снижению ее быстродействия и производительности информационной системы в целом. Значительный сетевой трафик особенно сказывается при организации удаленного доступа к базам данных на файл-сервере через низкоскоростные каналы связи.
Другой недостаток связан с тем, что забота о целостности данных при такой организации работы возлагается на программы клиентов. Одним из традиционных средств, на основе которых создаются файл-серверные системы, являются локальные СУБД. Такие системы, как правило, не отвечают требованиям обеспечения целостности данных, в частности, они не поддерживают обработки транзакций (завершенных операций с документами). Поэтому при их использовании задача обеспечения целостности данных возлагается на клиентские приложения, что приводит к их усложнению. Если они недостаточно тщательно продуманы, в базу данных легко занести ошибки, которые могут отразиться на всех пользователях.
Кроме того, в файл-серверной архитектуре изменения, сделанные в базе данных одним пользователем, не видны другим пользователям. Пока один пользователь редактирует какую-либо запись, она заблокирована для других клиентов. Возникает необходимость синхронизации работы отдельных пользователей, связанная с блокировкой записей.
И еще один недостаток — управление базой данных осуществляется с разных компьютеров, поэтому в значительной степени затруднена организация контроля доступа, соблюдения конфиденциальности, что также усложняет поддержку целостности базы данных.
Тем не менее файл-серверная архитектура привлекает своей простотой и доступностью. Поэтому файл-серверные информационные системы до сих пор представляют интерес для малых рабочих групп и более того нередко используются в качестве информационных систем в масштабах предприятия.
Файл-серверная архитектура
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
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.
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
Слабая защита данных от взлома, в особенности от недобросовестных
Высокая сложность администрирования и настройки рабочих мест пользователей
Необходимость использовать мощные ПК на клиентских местах.
Высокая сложность разработки системы из-за необходимости выполнять бизнес-
логику и обеспечивать пользовательский интерфейс в одной программе.
Сводные таблицы Excel
Исторически первыми появились информационные системы с использованием файл-сервера. Файл-сервер только извлекает данные из файла (файлов) базы данных и передает их клиенту для дальнейшей обработки (рис. 1.1).
В процессе работы из базы данных клиенту передаются большие объемы информации. Значительный сетевой трафик иногда особенно сильно сказывается при одновременной работе даже уже нескольких клиентов, например вы скачиваете игры на Андроид Fruit Ninja или другие приложения. В файл-серверной архитектуре всегда передаются избыточные данные. Неважно, сколько записей из базы данных нужны клиенту — файлы базы данных передаются в самом общем случае целиком. Что касается MS Access, то нагрузку на сеть добавляют еще и объекты приложения, такие как формы, отчеты и т. д. Они вместе с данными хранятся в одном файле на компьютере-сервере.
Рис. 1.1. Структура информационной системы с файл-сервером
В MS Access 2010 у разработчика имеется возможность разделить данные и приложение, работающее с этими данными. В этом случае приложение тиражируется на компьютерах-клиентах, а база данных остается на компьютере-сервере.
Применение архитектуры «файл-сервер» привлекает своей простотой, удобством использования и доступностью. Она представляет интерес для малых рабочих групп, а нередко до сих пор используется и в информационных системах масштаба небольшого предприятия.
Архитектура «клиент-сервер»
Информационные системы с клиент-серверной архитектурой позволяют избежать проблем файл-серверных приложений. При такой архитектуре сервер базы данных, расположенный на компьютере-сервере, обеспечивает выполнение основного объема обработки данных. Клиентское приложение формирует запросы к серверу базы данных, как правило, в виде инструкций языка SQL. Сервер извлекает из базы запрошенные данные и передает на компьютер клиента. Главное достоинство такого подхода — значительно меньший объем передаваемых данных.
Большинство конфигураций информационных систем типа «клиент-сервер» использует двухуровневую модель, в которой клиент обращается к серверу (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Структура информационной системы с сервером базы данных
Обеспечение безопасности данных — очень важная функция для успешной работы информационной системы. Если у базы данных слабая система безопасности, любой достаточно подготовленный пользователь может нанести серьезный ущерб работе предприятия. Следует отметить, что защита данных в файл-серверной информационной системе изначально не может быть обеспечена на должном уровне.
Безопасность же современных серверов баз данных, организованная в нескольких направлениях: с помощью самой операционной системы; с использованием схем, имен входов, ролей, шифрования базы данных и т. д.; путем ограничения доступа пользователей через представления, заслуживает похвалы. В настоящее время архитектура «клиент-сервер» широко признана и находит применение для организации работы приложений как для рабочих групп, так и для информационных систем масштаба предприятия.
Архитектура файл-сервер
Дата добавления: 2013-12-24 ; просмотров: 9766 ; Нарушение авторских прав
Данная архитектура стала популярной в тот момент, когда персональные компьютеры стали объединяться в локальные сети на основе файлового сервера (например, Novell Netware). Особо популярной данная архитектура являлась в середине-конце 80 х годов, в период массового объединения персональных компьютеров в локальные вычислительные сети.
Суть этой архитектуры сводится к тому, что на каждом из персональных компьютеров запускается приложение, использующее общие файлы, находящиеся на файловом сервере. Т.е. файлы базы данных по запросу клиентов передаются на персональный компьютер, т.е. рабочую станцию клиента, где они и обрабатываются.
Рис. 2. Однопользовательская информационная система и ее многопользовательский вариант на основе файл-сервера.
По своей сути, такая многопользовательская версия ничем не отличается от однопользовательской версии. Каждый из работающих компьютеров работает с общими данными так, как будто это его собственные персональные данные.
На основе модели файлового сервера функционируют такие популярные СУБД как FoxPro ( Microsoft), dBase (Borland), CF-Clipper (Computer Associates International), Paradox (Borland) и др.
СУБД рассматриваемого класса стоят недорого, просты в установке и освоении. Но они обладают и рядом существенных недостатков:
1. Сильное увеличение трафика по сети при интенсивной работе нескольких пользователей.
2. Неудобство совместной работы с системой.
3. Невозможность отслеживания информации при аппаратных сбоях.
4. Проблема возможных незакрытых транзакций.
5.2. Архитектура “Клиент-Сервер”
Основные особенности архитектуры «клиент-сервер»
В архитектуре клиент-сервер для обработки данных выделяется специальное ядро — так называемый сервер баз данных, который принимает на себя функции обработки запросов пользователей, именуемых теперь клиентами.
Сервер баз данных представляет собой мультипользовательскую версию СУБД, выполненною, как правило, на мощном компьютере. Приложения-клиенты посылают с рабочих станций запросы на выборку (вставку, обновление, удаление) данных. При этом сервер выполняет всю “грязную” работу по отбору данных, отправляя клиенту только требуемый результат.
Рис. 3. Архитектура «клиент-сервер»
Такой подход обеспечивает решение трех важных задач:
· — уменьшение нагрузки на сеть
· — уменьшение требований к компьютерам-клиентам
· — повышение надежности и сохранение логической целостности базы данных.
Как правило, клиент и сервер территориально отделены друг от друга, и в этом случае они входят в состав или образуют систему распределенной обработки данных.
Но эти СУБД имеют и недостатки:
· они намного дороже СУБД предыдущего класса, сложны в освоении,
· для эффективной работы этих СУБД требуются высокоскоростные (а поэтому и дорогие) серверы и сети.
· в последнее время стал возникать синдром «толстого клиента». Это означает, что клиентское приложение имеет размер, сравнимый или даже превышающий размер программы-сервера базы данных.
Но наиболее важным результатом перехода в архитектуру клиент-сервер является гарантированное сохранение логической целостности базы данных, т.е. система становится более устойчивой и более защищенной. Достигается это благодаря возможности переложить заботу о сохранении целостности базы на сервер.
5.3. Архитектура с использованием сервера приложений (трехзвенная архитектура)
В компьютерных технологиях трёхуровневая архитектура, синоним трёхзвенная архитектура (англ. three-tier или Multitier architecture) предполагает наличие следующих компонентов приложения:
клиентское приложение (обычно говорят «тонкий клиент» или терминал), подключенное к серверу приложений, который в свою очередь подключен к серверу базы данных.
Они могут взаимодействовать друг с другом по следующей схеме:
Рис.4. Трехзвенная архитектура
Как правило, третьим звеном в трехзвенной архитектуре становится сервер приложений, т.е. компоненты распределяются следующим образом:
- Представление данных — на стороне клиента.
- Прикладной компонент — на выделенном сервере приложений (как вариант, выполняющем функции промежуточного ПО).
- Управление ресурсами — на сервере БД, который и представляет запрашиваемые данные.
Итак, идея сервера приложений заключается в разбиении приложения на две части — собственно клиента и сервера данного приложения. Причем сервер приложений может быть один на много приложений. Клиенты общаются с сервером приложений (или с серверами приложений, никто не запрещает иметь несколько серверов приложений). Клиенты посылают серверу приложений запросы, а получают ответы. Клиенты могут обратиться и непосредственно к серверу базы данных за теми или иными данными. Обращение за данными к серверу базы данных может производить и сервер приложений.
Использование сервера приложений в трехзвенной архитектуре позволяет смягчить или свести на нет недостатки традиционной архитектуры “клиент сервер”.
