Сергей Зыков - Основы проектирования корпоративных систем

Кроме того, имеется возможность обеспечить постепенное наращивание функциональности приложений, можно улучшать компоненты независимо. Это обеспечивает эволюционный путь развития системы и позволяет плавно вести сопровождение.

Основной принцип при проектировании корпоративных систем, если рассматривать разработку в интернет-аспекте, состоит в разделении ресурсов и функций между компьютерами, предназначенными для обслуживания и запроса информации, между клиентами и серверами. При этом развитие идеи ЛВС приводит к выделению функциональных компонентов. Выделяются компьютеры – рабочие станции для обеспечения прикладного интерфейса (пример – веб-браузер как тонкий клиент). Можно обеспечить легкий и недорогой набор функций, который позволяет получить доступ к корпоративным данным. С другой стороны, есть сервер с существенными объемами памяти и вычислительной мощностью. Часто это может быть кластер из нескольких машин. Сервер предоставляет средства обслуживания пользователя, он получает одно логическое имя на кластер, и мы не знаем, какой именно компьютер обрабатывает наш запрос, нам не важно, какой компьютер нам отвечает.

Дальнейшая спецификация функций приводит к выделению серверов телекоммуникационных, вычислительных и дисковых (файл-серверов), кэш-серверов. Также есть серверы БД, обрабатывающие множество запросов. Для этого выделяется кластер для обработки SQL-запросов. Здесь четко разделены роли сервера и клиента. Сервер предоставляет ресурсы клиентам, клиентами могут выступать и другие серверы.

Основные принципы архитектуры клиент – сервер: выделенный программный интерфейс, четко определенные протоколы взаимодействия (рис. 6.2). В физически разных местах присутствуют независимо взаимодействующие с одним сервером, не знающие друг о друге клиенты. При этом клиент никак не может определить, сколько еще клиентов взаимодействуют с сервером, протоколы, функции, количество параметров четко определены в описаниях компонентов. На этой основе мы можем независимо постепенно наращивать функциональность клиента и сервера.

Рис. 6.2.Обработка данных СуБД: клиент – сервер

В больших корпоративных сетях есть относительно старые части, которые используют свои средства кодировки шифрования и передачи. Одним из стандартных решений является применение Remote Procedure Call (RPC). Обращение к серверу сводится к вызову функции. Все детали реализации остаются для разработчика сервера неважными, поэтому приложения на основе RPC легко переносятся в среды с открытыми интерфейсами.

Далее речь пойдет о базах данных корпоративных систем, их особенностях и разновидностях. Корпоративные базы данных бывают достаточно разнородными. БД можно назвать приборной доской бизнеса – по ней видны бизнес-успехи, текучесть кадров, динамика движения средств.

Базы данных – неотъемлемая часть информационных систем. В корпорациях уже имеются петабайты данных, и эти объемы растут, удваиваясь каждые пять лет. В корпорациях необходимо распределенное управление БД. В основе подобных технологий лежат распределенные СУБД, основанные на концепции открытых систем. Стандарты взаимодействия в таких системах фиксированы, и имеется возможность масштабируемости и плавного наращивания функциональности. В основе архитектур, которые поддерживают корпоративные информационные системы с базами данных, лежит разделение систем по функциям на клиентскую и серверную части. В развитие этой идеи выделяются специализированные серверы для телекоммуникаций, баз данных, осуществления прикладной логики, шифрования. В связи с такой специализацией традиционная двухзвенная архитектура преобразуется в трехзвенную, в которой выделяются три уровня – презентационная логика, бизнес-логика и логика доступа к ресурсам. В зависимости от балансировки этих трех уровней логики осуществляется дальнейшая конкретизация трехзвенной архитектуры клиент – сервер до моделей с толстым клиентом, тонким клиентом и явным выделением сервера приложений.

Речь идет о больших и сложных БД, поэтому стоит рассмотреть особенности применения архитектуры клиент – сервер к БД. Важно, что явно выделяется приложение клиент – frontend и серверное приложение – backend. Для пользователя, работающего через веб-браузер, все происходит незаметно. Один из примеров графического интерфейса – это банкомат. Ограничения целостности достигаются тем, что БД находятся на сервере. В случае заказа билетов через терминал речь идет о возможности покупки билета на одно и то же место. Здесь есть достаточно важный ряд вопросов и ограничений. Эти ограничения стоит хранить как можно ближе к серверу, производящему общение с базой данных, при этом запросы будут обрабатываться существенно быстрее.

Преимущества лучших черт предыдущих архитектур обеспечивают централизованное администрирование, в том числе и баз данных, безопасность, надежность и отказоустойчивость и файл-серверов, обеспечивающих достаточно низкую стоимость реализации и распределение обработки данных с использованием клиентских компьютеров. Современные клиентские компьютеры, как правило, достаточно мощные. Вспомним, что Windows Vista налагает серьезные требования на вычислительную мощность и объемы памяти современных компьютеров (1Гб RAM). Ряд ресурсов клиента можно использовать.

Рассмотрим, как осуществляется обработка данных в различных архитектурах. Самый простой, исторически первый подход – персональный компьютер. Здесь все происходит локализованно и достаточно просто. Система управления БД и приложение клиент находятся на одном компьютере. В корпоративных системах такое невозможно, поскольку, во-первых, объемы данных исчисляются петабайтами, во-вторых, консолидированные отчеты требуют сбора данных из большего количества компаний из разных стран. Локальные приложения для корпоративных приложений неприменимы.

Самое простое, что можно применить, – это файл-сервер. Есть выделенный компьютер-клиент и другой выделенный компьютер (файл-сервер), возможно, в другом сегменте локальной сети. Файл-сервер хранит исключительно данные. Например, на нем могут храниться документы для коллективной работы с ними. У клиента есть приложение СУБД, текстовый редактор или редактор таблиц, с помощью которых он взаимодействует с этими данными. При этом клиентов может быть довольно много. Пересылка данных осуществляется по каналам локальной сети. Все остальное, кроме данных, нужно устанавливать на клиентские машины заново. Бизнес-логика, СУБД находятся у клиента. Это невыгодно для больших нагрузок и интенсивностей SQL-запросов. Возможно долгое ожидание сервера, если вычисления осуществляются на клиенте. Магистраль тоже может быть перегружена. Для разгрузки магистрали и нагрузки сервера используется клиент-серверная архитектура. Таким образом мы избавляемся от долгой и дорогостоящей настройки СУБД на каждом клиенте. СУБД находится на сервере и взаимодействует с данными на этом или другом сервере. Логически обращение происходит всегда к одному серверу. На клиенте находится только приложение (логика). Таким образом, сервер становится существенным звеном. Магистраль разгружается. Клиент становится более специализированным и дешевым. Обработка данных становится эффективнее, и количество пользователей можно увеличить. При этом в явном виде можно выделить сервер базы данных как особый уровень (рис. 6.3).