Вопрос. Принципы передачи данных по сети

Компьютеры различной конфигурации должны при работе сети выполнять строгоустановл.правила преобразов.инф.в электрич.сигналы. Для решения этой задачи весь процесс преобразов.инф.разбивается на отдельн.уровни,к-е взаимодействуют друг с другом согласно протаколам передачи данных.В начале 80-х 20-го в. была разработана стандартная модель сетевого взаимодействия огткрыт.сетей.В ней протоколы сети делятся на 7 уровней:

-физический, -канальный, -сетевой, -транспортный, -сеансовый, -уровень представления, -прикладной

В наст.время большинство соврем.сетей исп.4 уровня:

- прикладной

- транспортный

- уровень межсетевого взаимодействия(соотв.сетевому)

- уровень сетевых интерфейсов(соотв.физическому)

Сообщение на прикладном уровне разбивается на небольшие блоки, называемые пакетами, и передаётся транспорт.уровню с опр.служ.инф.(номер пакета, адрес отправителя, адр.получателя, инструкция по дальн.обработке пакета)

Эта инф. называется заголовка. После обработки транспортн. уровнем пакет передаётся межсетевому, где также снабжается служебной инф. и отправляется на уровень сетевых интерфейсов, где он превращается в кадр в виде электрическ. или оптического сигнала. Сигнал передаётся по сети, на принимающем компьютере происходит сборка таких пакетов в сообщения.

39 вопрос. Удалённая обработка данных

Классической архитектурой обработки многопользовательских БД является удаленная обработка.

Пользователи обрабатывают данные в пакетном режиме. Интерактивный режим доступа осуществляется с помощью терминалов, которые не обладают собственными вычислительными ресурсами. Программы управления коммуникациями (связью), прикладные программы, СУБД и ОС работают на едином центральном компьютере. Поскольку вся обработка производится единственным компьютером, то пользовательский интерфейс систем удаленной обработки обычно достаточно прост.

Пользователи работают с терминалами, которые передают данные и сообщения о транзакциях центральному компьютеру (компьютер удаленной обработки). Функции управления данными возложены на операционную систему. Часть ОС, отвечающая за управление связью, принимает сообщения и данные и передает их соответствующим прикладным программам. Программы обращаются к СУБД, а СУБД выполняет операции с БД, используя ту часть ОС, которая отвечает за обработку данных. Когда транзакция завершается, подсистема управления связью возвращает результаты пользователям, сидящим у терминалов. Поскольку их пользовательский интерфейс достаточно прост и имеет в основном текстовую ориентацию, все команды форматирования вывода генерируются процессором центрального компьютера и передаются по линии связи. Такие системы, подобные описанной называются системами удаленной обработки, поскольку связь между входами и выходами осуществляется через находящийся на расстоянии центральный компьютер, ведущий обработку данных.

Преимуществом такой обработки является возможность коллективного использования ресурсов и оборудования, централизованное хранение данных, а недостатком – отсутствие персонализации рабочей среды (все программное обеспечение хранится централизованно и используется коллективно). Исторически системы удаленной обработки были наиболее распространенной альтернативой многопользовательским системам баз данных. Но по мере того, как ПК стали появляться в офисах и выросла их мощь в качестве серверов данных, возникли новые архитектуры многопользовательских систем обработки данных.

40.1. Архитектура файл/сервер

При наличии компьютерной сети открывается возможность хранить и использовать в многопользовательском режиме централизованные БД, размещаемые на одном компьютере – сервере сети. В этом случае каждый пользователь своего ПК получает доступ к общей для всех пользователей централизованной БД. Существуют различные концепции сетевой обработки данных.

Рассмотрим архитектуру с совместным использованием файлов, которая была разработана до клиент/серверной архитектуры и во многих отношениях является достаточно упрощенной.

Почти во всех системах с совместным использованием файлов применяются локальные сети. Для этой архитектуры характерен коллективный доступ к общей БД на сервере, который является файловым сервером. Файловый сервер содержит файлы, необходимые для работы приложений и самой СУБД. Он обеспечивает функционирование той части сетевой версии СУБД, которая осуществляет управление данными в БД. Однако пользовательские приложения и сама сетевая СУБД размещены и функционируют на отдельных рабочих станциях и обращаются к файловому серверу по мере необходимости.

Рассмотрим организацию архитектуры файл/сервер с использованием настольной СУБД.

Сетевые версии настольных СУБД отличаются от локальных версий тем, что они обладают некоторыми специальными механизмами, позволяющими многим пользователям совместно обращаться к общим ресурсам данных из централизованной базы данных. СУБД на каждой рабочей станции посылает запросы файловому серверу по всем необходимым ей данным, которые хранятся на диске файлового сервера. Все данные из БД пересылаются на компьютер пользователя, независимо от того, сколько реально их нужно для выполнения запроса. В результате на компьютере пользователя создается локальная копия БД (время от времени обновляемая из реальной БД на сервере). Затем СУБД пользователя выполняет запрос.

40.2. Архитектура файл/сервер

Недостатки архитектуры файл/сервер

1. Поскольку файловый сервер не может обрабатывать SQL-запросы, то при совместном использовании файлов по локальной сети передаются большие объемы данных (полные копии БД перемещаются по сети с сервера на компьютер клиента). При такой архитектуре трафик[1] в локальной сети достаточно большой.

2. С увеличением объема хранимых данных и числа пользователей снижается производительность настольных СУБД. Из-за этих проблем системы с совместным использованием файлов редко используются для обработки больших объемов данных.

3. При такой архитектуре вся тяжесть выполнения запроса к БД и управления целостностью БД ложится на СУБД пользователя.

4. На каждой рабочей станции должна находиться сама сетевая версия настольной СУБД, что требует наличия больших объемов оперативной памяти на компьютере пользователя.

5. Доступ к одним и тем же файлам могут осуществлять сразу несколько пользователей, что усложняет управление целостностью, восстановлением БД на сервере.

41.1. Клиент/серверные системы.

Клиент-сервер (англ. Client-server) — сетевая архитектура, в которой устройства являются либо клиентами, либо серверами. Клиентом (front end) является запрашивающая машина (обычно ПК), сервером (back end) — машина, которая отвечает на запрос. Оба термина (клиент и сервер) могут применяться как к физическим устройствам, так и к программному обеспечению. В зависимости от того, как распределены логические компоненты приложения между клиентами и серверами, различают четыре модели архитектуры клиент-сервер:

-модель"файл-сервер";

-модель"сервер/БД";

-модель"сервер/транзакций";

- модель "сервер приложений".

В информационных технологиях клиент — это аппаратный или программный компонент вычислительной системы, посылающий запросы серверу. Программа, являющаяся клиентом, взаимодействует с сервером, используя определенный протокол. Она может запрашивать с сервера какие-либо данные, манипулировать данными непосредственно на сервере, запускать на сервере новые процессы и т. п. Полученные от сервера данные клиентская программа может предоставлять пользователю или использовать как-либо иначе, в зависимости от назначения программы. Программа-клиент и программа-сервер могут работать как на одном и том же компьютере, так и на разных. Во втором случае для обмена информацией между ними используется сетевое соединение.

Тем не менее, не всегда под клиентом подразумевается компьютер со слабыми вычислительными ресурсами. Чаще всего понятия «клиент» и «сервер» описывают распределение ролей при выполнении конкретной задачи, а не вычислительные мощности. На одном и том же компьютере могут одновременно работать программы, выполняющие как клиентские, так и серверные функции.

41.2. Клиент/серверные системы.

Сервер — в информационных технологиях — программный компонент вычислительной системы, выполняющий сервисные (обслуживающие) функции по запросу клиента, предоставляя ему доступ к определённым ресурсам или услугам.

Основной принцип технологии "клиент-сервер" заключается в разделении функций приложения на три группы:

- ввод и отображение данных (взаимодействие с пользователем);

- прикладные функции, характерные для данной предметной области;

- функции управления ресурсами (файловой системой, базой даных и т.д.)

Поэтому, в любом приложении выделяются следующие компоненты:

компонент представления данных

прикладной компонент

компонент управления ресурсом

Связь между компонентами осуществляется по определенным правилам, которые называют "протокол взаимодействия".

Основной принцип технологии "клиент—сервер" применительно к технологии баз данных заключается в разделении функций стандартного интерактивного приложения на 5 групп, имеющих различную природу:

· функции ввода и отображения данных (Presentation Logic);

· прикладные функции, определяющие основные алгоритмы решения задач приложения (Business Logic);

· функции обработки данных внутри приложения (Database Logic);

· функции управления информационными ресурсами (Database Manager System);

· служебные функции, играющие роль связок между функциями первых четырех групп.

Дата добавления: 2015-10-21