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. 5.4).

Рис. 5.4. 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. 5.5).

Рис. 5.5. 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, 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. 5.6).

Рис. 5.6. Модель сервера приложений

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 раз­
личными 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.