4.9. Интегрированные технологии в распределенных системах обработки данных

Многообразие компьютерных сетей и форм взаимодействия ПК порождает насущную проблему их интеграции или по крайней ме­ре соединения на уровне обмена сообщениями.

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.

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, принято называть 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 тд.

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.

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

1. модель доступа к удаленным данным (Remote Data Access RDA);

2. модель сервера базы данных (DateBase Server — DBS);

3. 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. 4.1).

Рис. 4.1. 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. 4.2).

Рис. 4.2. Модель сервера базы данных

В AS-модели программа, выполняемая на компьютере-клиенте, решает 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 так же, 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 разделения операций. В AS-модели реализо­вана трехзвенная схема разделения операций, где прикладная программа выделена как важнейшая (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Модель сервера приложений

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.

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.

Процесс совершенствования сети идет непрерывно, большин­ство новаций происходит незаметно для пользователей. Любой желающий может получить доступ к сети.

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.

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 (первоначальный взнос 2000 долл. и несколько тысяч долларов аренды ежемесячно). 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 своею 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.

SLIP - это выбор «умеренной цены». Он предоставляет хоро­шее и не очень дорогое обслуживание. Поставщики услуг, напри­мер UUNET или Relcom, запрашивают около 250 долл. в месяц за неограниченное SLIP- или РРР-обслуживание.

• 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. UUCP широко распространен, так как требуется лишь программа поддержки протокола UUCP и модем.

• 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. Это первый случай, когда крупная ори­ентированная на потребителя онлайновая система предоставила доступ в Internet с таким обширным набором услуг. Система обес­печивает не только шлюзы электронной почты, но и прямое под­соединение ко всем возможностям Internet.

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.

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

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

Несмотря на их многообразие в различных системах электрон­ной почты, все они имеют общие функции: оповещение о прибы­тии новой почты; чтение входящей почты; создание исходящей почты; адресация сообщений; использование адресной книга, со­держащей список абонентов, которым часто посылают почту; отправка сообщений; обработка сообщений и их сохранение. К обра­ботке сообщений относятся такие функции, как печать, удаление, переадресация письма, сортировка, архивирование сообщений, хранение связанных сообщений. Особо следует выделить программы, позволяющие работать с папками, создавать свои папки для хранения в них сообщений по различным темам. Это очень удобно и помогает быстрее и эффективнее обрабатывать почту.