23. Модели архитектуры «клиент-сервер» в базах данных

Определим основные понятия сервер и клиент. Сервер- компьютер предоставляющая услуги по запросам других программ (компьютеров), называемых клиентами. В контексте БД вводится понятие сервер баз данных: 1.СУБД в архитектуре "клиент-сервер". 2.Компьютер в сети, на котором поддерживается база данных и осуществляется обработка пользовательских запросов.

Сервер баз данных осуществляет целый комплекс действий по управлению данными. Перечислим его основные функции: - выполнение пользовательских запросов на выбор и модификацию данных и метаданных; - хранение и резервное копирование данных; - поддержка ссылочной целостности данных согласно правилам, определенным в базе данных; - обеспечение авторизованного доступа к данным на основе проверки прав и привилегий пользователей; - протоколирование операций и ведение журнала транзакций (сущность транзакции будет рассмотрена ниже).

Основой архитектуры "клиент-сервер" является принцип централизации хранения и обработки данных. Централизованная база данных физически сосредоточена в одном месте и управляется одним компьютером-сервером. Классическая двухзвенная схема "клиент-сервер" представлена на рис. 1.

Архитектура "клиент-сервер" допускает различные варианты реализации. В первоначальном (централизованном) варианте архитектуры "клиент-сервер" приложение (пользовательская программа) не разбивалось на части, используя ресурсы только одного мощного компьютера. СУБД, данные и приложения хранились на одном мощном мини-компьютере или мейнфрейме, принимающим входную информацию с пользовательского терминала и отображающего на нем данные (разделение функций было на процессном уровне – один процесс выполнял функции клиента, другой – сервера). С появлением персональных компьютеров и локальных вычислительных сетей появилась возможность распределения ресурсов по всем компьютерам сети с позиции максимального использования их ресурсов. Основным принципом разбиения приложения на части является разделение на группы функций стандартного интерактивного приложения:

1.Функции ввода и отображения данных (Presentation Logic – презентационная логика). К этой функции относятся все интерфейсные экранные формы, с которыми работает пользователь, а также отображаемая на экране результативная и справочная информация. 2.Прикладные функции, определяющие основные алгоритмы решения задач (Business Logic – бизнес-логика). 3.Функции обработки данных внутри приложения (Database Logic – логика обработки данных). 4.Функции управления информационными ресурсами (Database Manager Logic). Это собственно СУБД, обеспечивающая хранение и управление базами данных. 5.Служебные функции, играющие роль связок между функциями первых четырех групп.

В децентрализованной архитектуре "клиент-сервер" существуют различные варианты распределения функций между компьютером-сервером и компьютером-клиентом в двухзвенной модели: от мощного сервера, на котором производится практически вся работа, до мощного клиента, когда большая часть функций выполняется компьютером-клиентом, а сервер обрабатывает поступающие к нему по сети SQL-запросы. Рассмотрим наиболее популярные из них.

В модели удаленного доступа к данным (Remote Data Access, RDA) на сервере хранится база данных и ядро СУБД. На клиенте располагается презентационная логика и бизнес-логика. Клиент обращается к серверу с запросом на языке SQL, либо посредством средств пользовательского интерфейса (API). Данную модель поддерживает большое число серверных СУБД, имеющих SQL-интерфейсы, и инструментальных средств, обеспечивающих создание клиентской части.

Модель сервера БД (Database Server – DBS) характеризуется тем, что функции компьютера-клиента ограничиваются презентационной логикой. Большая часть бизнес-логики переложена на сервер. Иногда такую модель называют моделью с "тонким клиентом".

Существуют и более сложные варианты реализации архитектуры "клиент-сервер", например, трехзвенные информационные системы с использованием серверов приложений, реализующих бизнес-логику информационной системы (модель сервера приложений – Application Server (AS)) (рис. 2).

Центральным звеном модели является сервер приложений, на котором реализуется несколько прикладных функций. Серверов приложений может быть несколько, и каждый из них представляет свой вид сервиса.