Paskirstytu sistemu architekturos

1
Paskirstytu sistemu architekturos

• Architekturinis programines irangos, kuri vykdoma
  daugiau nei viename procesoriuje, projektavimas

2
Ižanga

• (Tikslai, temos, paskirstytos sistemos, sistemu
  tipai, paskirstytu sistemu privalumai, trukumai,
  skirtumas tarp kliento serverio ir paskirstytu
  objektu architekturos, tarpine programine iranga)

3
Tikslai

• Paaiškinti paskirstytu sistemu architekturos
  privalumus bei trukumus
• Paaiškinti skirtumus tarp kliento-serverio ir
  paskirstyto objekto architekturos
• Išnagrineti objekto užklausos tarpininkus ir
  pagrindiniu CORBA standartu principus
• Paaiškinti lygiaverciu ryšiu (peer-to-peer) ir i
  paslaugas orientuotas architekturas kaip naujus
  paskirstytu skaiciavimu modelius.

4
Nagrinejamos temos

• Daugiaprocesorines architekturos
• Kliento-serverio architektura
• Paskirstytu objektu architektura
• Skaiciavimai organizacijoje

5
Paskirstytos sistemos

• Iš esmes, dabar visos dideles kompiuterines
  sistemos yra paskirstytos sistemos
• Informacijos apdorojimas yra paskirstytas keletui
  kompiuteriu, o ne vienai mašinai
• Paskirstytos programines irangos inžinerija dabar
  yra labai svarbi

6
Sistemos tipai

• Personalines sistemos, kurios nera paskirstytos
  ir yra suprojektuotos veikti personaliniame
  kompiuteryje ar darbo stotyje
• Iterptines sistemos, kurios veikia viename
  procesoriuje ar integruotoje procesoriu grupeje
• Paskirstytos sistemos, kur sistemos programine
  iranga veikia laisvai integruotoje grupeje
  bendradarbiaujanciu procesoriu, sujungtu tinklu

7
Paskirstytu sistemu privalumai

• Resursu dalijimasis
• Atvirumas
• Lygiagretiškumas
• Išpleciamumas
• Klaidos toleravimas
• Skaidrumas

8
Paskirstytu sistemu trukumai

• Sudetingumas
• Saugumas
• Valdymo problemos
• Nenuspejamumas

9
Paskirstytu sistemu architektura

• Kliento-serverio architektura
• Paskirstyti servisai yra iškvieciami klientu.
  Serveriai, kurie tiekia servisus yra traktuojami
  skirtingai nei klientai, kurie naudojasi
  servisais.
• Paskirstytu objektu architektura
• Nera skirtumo tarp klientu ir serveriu. Bet
  kuris objektas sistemoje gali tiekti ir naudotis
  servisus iš kitu objektu.

10
Tarpine programine iranga (Middleware)

• Programine iranga kuri valdo ir palaiko
  skirtingus paskirstytos sistemos elementus. Iš
  esmes, ji sedi sistemos viduryje ir
  tarpininkauja.
• Tarpines programines priemones yra paprastai
  standartizuotos (off-the-shelf ), o ne specialiai
  sudaryta programine iranga.
• GRID tarpine programine iranga

11
Nagrinejamos temos

• Daugiaprocesorines architekturos (principai,
  pavyzdis)
• Kliento-serverio architektura
• Paskirstytu objektu architektura
• Skaiciavimai organizacijoje

12
Daugiaprocesorines architekturos

• Paprasciausios paskirstytos sistemos modelis
• Sistema sudaryta iš daugelio procesu, kurie gali
  buti ( bet nebutinai ) vykdomi skirtinguose
  procesoriuose
• Tai daugelio dideliu realaus laiko sistemu
  architekturinis modelis
• Proceso paskirstymas procesoriui gali buti iš
  anksto sutvarkytas arba gali buti kontroliuojamas
  dispecerio

13
Daugiaprocesorine eismo kontroles sistema
14
Nagrinejamos temos

• Daugiaprocesorines architekturos
• Kliento-serverio architektura (sluoksniuota
  architektura, lengvi ir sunkus klientai, triju
  lygiu architektura, architekturos naudojimas)
• Paskirstytu objektu architektura
• Skaiciavimai organizacijoje

15
Kliento-serverio architektura

• Taikomoji programa yra sumodeliuota kaip serveriu
  teikiamu paslaugu aibe ir jas naudojanciu
  klientu aibe.
• Klientai žino apie serverius, bet serveriai
  nebutinai žino apie klientus
• Klientai ir serveriai yra loginiai procesai
• Procesu paskirstymas procesoriams nebutinai yra
  11

16
Kliento-serverio sistema
Serverio procesas
Kliento procesas
17
Kompiuteriai kliento/serverio tinkle
18
Taikomuju programu sluoksniuota architektura

• Atvaizdavimo sluoksnis
• skirtas sistemos vartotoju skaiciavimo rezultatu
  atvaizdavimui ir vartotojo duomenu ivedimui
• Taikomosios programos vykdymo sluoksnis
• Skirtas programos specifiniam funkcionalumui,
  pvz., banko sistemoje, tokios banko funkcijos
  kaip saskaitos atidarymas, saskaitos uždarymas ir
  t.t.
• Duomenu valdymo sluoksnis
• Skirtas sistemos duomenu baziu valdymui

19
Taikymu sluoksniai
20
Lengvi (thin) ir sunkus ( fat) klientai

• Lengvo kliento modelis
• Lengvo kliento modelyje visu programu vykdymas ir
  duomenu valdymas yra vykdomas serveryje. Klientas
  yra atsakingas tik už atvaizdavimo programines
  irangos veikima.
• Sunkaus kliento modelis
• Šitame modelyje serveris yra atsakingas tik už
  duomenu valdyma. Kliento programine iranga
  igyvendina taikymus ir saveika su sistemos
  vartotoju.

21
Lengvi ir sunkus klientai
22
Lengvo kliento modelis

• Naudojamas, kai liktines sistemos yra perkeliamos
  i kliento serverio architektura
• Liktine sistema veikia kaip serveris su grafine
  sasaja, kuri yra realizuota kliente
• Pagrindinis trukumas yra tas, kad labai
  apkraunamas serveris ir tinklas

23
Sunkaus kliento modelis

• Daugiau skaiciavimu yra pavesta klientui, kai
  programos vykdymas atliekamas lokaliai
• Tinkamiausias naujoms kliento/serverio
  sistemoms, kur kliento sistemos galimybes yra
  žinomos iš anksto
• Sudetingesnis nei lengvo kliento modelis, ypac
  valdyme. Naujos programos versijos turi buti
  idiegtos visuose klientuose

24
Kliento-serverio architektura banko automatu
sistemoje
25
Triju lygiu architektura

• Triju lygiu architekturoje, kiekvienas iš
  programos architekturos sluoksniu gali buti
  vykdomas atskirame procesoriuje.
• Leidžia pasiekti didesni našuma, nei lengvo
  kliento metodas ir yra lengviau valdomas nei
  sunkaus kliento metodas.
• Labiau pleciama architektura padidejus
  poreikiui, gali buti prijungiami papildomi
  serveriai

26
Triju lygiu kliento/serverio architekturos schema
27
Internetine bankine sistema
28
Kliento/serverio architekturu naudojimas
29
Nagrinejamos temos

• Daugiaprocesorines architekturos
• Kliento-serverio architektura
• Paskirstytu objektu architektura (paskirstytu
  objektu architekturos privalumai, naudojimas,
  CORBA, struktura, standartai, užklausu
  tarpininkas, vidinis, išorinis bendravimas, CORBA
  paslaugos)
• Skaiciavimai organizacijoje

30
Paskirstytu objektu architektura

• Paskirstytu objektu architekturoje tarp klientu
  ir serveriu nera skirtumu
• Kiekviena paskirstoma esybe yra objektas, kuris
  tiekia servisus kitiems objektams ir priima
  servisus iš kitu objektu
• Objektai bendrauja per tarpines programines
  priemones, vadinamas objekto užklausos tarpininku
  (programines irangos magistrale)
• Taciau tai sudetingiau projektuoti nei K/S
  sistemas

31
Paskirstytu objektu architektura
32
Paskirstytu objektu architekturos privalumai

• Leidžia sistemos projektuotojui atideti sprendima
  kur ir kaip paslaugos turetu buti teikiamos
• Tai labai atvira sistemos architektura, kuri
  leidžia prijungti naujus resursus pagal
  reikalavimus
• Sistema yra lanksti ir išpleciama
• Imanoma dinamiškai perkonfiguruoti sistema su
  objektais migruojanciais per tinkla pagal
  reikalavimus

33
Paskirstytu objektu architekturos naudojimas

• Kaip loginio modelio, kuris leidžia konstruoti ir
  organizuoti sistema. Šiuo atveju, jus galvojate
  kaip pateikti programos funkcijas tiktai
  išreiškiant paslaugomis ir paslaugu
  kombinacijomis
• Kaip lankstu metoda kliento-serverio sistemos
  idiegimui. Loginis sistemos modelis yra
  kliento-serverio modelis, bet ir klientai ir
  serveriai yra realizuojami kaip paskirstyti
  objektai, bendraujantys per programines irangos
  magistrale.

34
CORBA

• CORBA yra tarptautinio standarto objekto užklausu
  tarpininkas tarpine programa, skirta bendravimo
  tarp paskirstytu objektu valdymui
• Galimi keli CORBA realizavimai
• Alternatyvi Microsoft priemone skirta objekto
  prašymu tarpininkavimui yra DCOM
• CORBA apibreže Objektu Valdymo Grupe (OMG)

35
Taikymo struktura

• Taikomieji objektai
• Standartiniai objektai, apibrežti OMG,
  specifinems sritims, pvz. draudimas
• Fundamentalus CORBA servisai, tokie kaip katalogu
  ir apsaugos valdymas
• Horizontalios (t.y. tinkancios visiems taikymams)
  galimybes, tokios kaip vartotojo sasajos
  priemones

36
CORBA taikomosios programos struktura
Taikomosios programos

Horizontalios CORBA galimybes
Srities galimybes

Objektu užklausos tarpininkas (ORB)

CORBA servisai
37
CORBA standartai

• Objektinis modelis, skirtas taikomuju programu
  objektams
• CORBA objektas yra busenu apjungimas
  (encapsulation) su gerai apibrežta, neutralia
  kalboms sasaja, nusakyta IDL kalba (sasajos
  apibrežimo kalba)
• Objekto užklausu tarpininkas (Object Request
  Broker ORB) valdo prašymus skirtus objektu
  servisams
• Aibe bendru objektu servisu, naudojamu daugelyje
  paskirstytu programu
• Aibe bendru komponentu esanciu virš šiu servisu

38
CORBA objektai

• Iš principo, CORBA objektai yra palyginami su C
  ir Java objektais
• Jie privalo tureti skirtingus sasajos
  apibrežimus, išreiškiamus naudojant bendra kalba
  (IDL) panašia i C
• Yra IDL atvaizdavimas kitomis programavimo
  kalbomis (C, Java ir t.t.)
• Todel objektai, aprašyti skirtingomis
  programavimo kalbomis, gali tarpusavyje
  bendrauti

39
Objektu užklausu tarpininkas (ORB)

• ORB valdo objektu bendravima. Jis žino visus
  sistemos objektus ir ju sasajas
• Naudojant ORB, kvieciantis objektas pririša IDL
  kelma (stub), nustatanti kvieciamo objekto
  sasaja
• Rezultatas gaunamas kreipiantis i ORB, kuris
  kviecia reikalaujama objekta per paskelbta IDL
  šablona (skeleton) ir susieja sasaja su serviso
  realizavimu

40
ORB pagristas objektu bendravimas
o
1
o
2
S

(
o
1
)
S

(
o
2
)
I
D
L
I
D
L
kelmasstub
šablonas skeleton
Objektu užklausos tarpininkas (ORB)


41
Išorinis-ORB bendravimas

• ORB dažniausiai nera atskiros programos, o yra
  objektu rinkinys bibliotekoje, kuris susiejamas
  su kuriama programa
• ORB valdo bendravima tarp objektu naudojamu tame
  paciame mechanizme
• Gali buti prieinami keletas ORB ir kiekvienas
  kompiuteris paskirstytoje sistemoje tures savo
  ORB
• Išorinio ORB bendravimai yra naudojami
  paskirstytu objektu kvietimams

42
Išorinis-ORB bendravimas
o
4
o
3
o
1
o
2
S

(
o
3
)
S

(
o
4
)
S

(
o
1
)
S

(
o
2
)
I
D
L
I
D
L
I
D
L
I
D
L
Objektu užklausos tarpininkas (ORB)
Objektu užklausos tarpininkas (ORB)




Tinklas
43
CORBA paslaugos

• Ivardinimo ir apsikeitimo paslaugos
• Jie leidžia atrasti objektus ir pranešti kitiems
  objektams tinkle
• Pranešimu paslaugos
• Leidžia objektams pranešti kitiems objektams, kad
  ivyko ivykis
• Tranzakciju paslaugos
• Remia atskiras tranzakcijas ir grižima atgal,
  esant klaidai

44
Nagrinejamos temos

• Daugiaprocesorines architekturos
• Kliento-serverio architektura
• Paskirstytu objektu architektura
• Skaiciavimai organizacijoje (Intranetas,
  lygiaverciai ryšiai, modeliai, internetines
  paslaugos, ju privalumai, automobiline sistema)

45
Skaiciavimai intranete (organizacijoje)

• Del geresnes apsaugos bei operatyvumo daug
  paskirstytu skaiciavimu realizuota imones lygyje.
• Taikomi vietiniai standartai, valdymas ir
  procesai.
• Taciau paskirstytu skaiciavimu modeliai niekada
  nebuvo projektuojami vidiniams organizaciju
  skaiciavimams.

46
Lygiaverciu ryšiu architekturos

• Lygiaverciu ryšiu (p2p) sistemos yra
  decentralizuotos sistemos, kur skaiciavimai gali
  buti vykdomi bet kuriame tinklo mazge.
• Tokia sistema skirta efektyviai išnaudoti
  daugelio tinklo kompiuteriu skaiciavimu resursus.
  
• Dauguma p2p sistemu buvo personalines sistemos,
  bet ši technologija vis labiau plinta ir verslo
  sistemose.

47
Paslaugomis paremtos architekturos

• Parodo išoreje teikiamas paslaugas (web
  paslaugos).
• Web paslauga leidžia pasinaudoti internete
  pasiekiamais komponentais
• Mokesciu pildymo paslauga vartotojus remia
  pildant mokesciu formas ir jas pateikiant
  mokesciu inspekcijai.

48
Web paslaugos
49
Internetines paslaugos

• Tiekimo nepriklausomumas
• Viešas informavimas apie teikiamas paslaugas.
• Nauju paslaugu formavimas komponavimo budu
• Galimybe sumoketi už paslaugas
• Centralizuota paslaugos priežiura ir pritaikymas
• Teikiamos paslaugos bet kokioje platformoje ir
  parašytos bet kuria programavimo kalba.

50
Paslaugu pavyzdys

• Automobilio informacine sistema pateikia
  informacija vairuotojui apie ora, keliu
  apkrautuma vietine informacija ir pan.
  Informacija pateikiama specialiais signalais arba
  per radija.
• Mašina turi grafine pozicionavimo sistema ir
  pagal tai teikiamos skirtingos informacines
  paslaugos. Informacija gali buti pateikta
  vairuotojo nurodyta kalba.

51
Automobiline sistema
52
Esminiai aspektai

• Paskirstytos sistemos remia resursu dalinima,
  atviruma, lygiagretiškuma, išpleciamuma, klaidu
  tolerancija ir permatomuma
• Kliento-serverio architektura apima serveriu
  teikiamus servisus programoms, veikiancioms pas
  klientus
• Vartotojo sasajos programine iranga visada veikia
  pas klienta ir duomenys valdomi serveryje.
  Taikomosios programos gali buti pas klienta arba
  serveryje
• Paskirstytu objektu architekturoje nera skirtumo
  tarp klientu ir serveriu

53
Esminiai aspektai

• Paskirstytu objektu sistemos reikalauja tarpiniu
  programiniu priemoniu objektu bendravimui
• CORBA standartai yra tarpiniu programiniu
  priemoniu aibe, kuri remia paskirstytu objektu
  architekturas
• Lygiaverciu ryšiu architekturos yra
  decentralizuotos kur nera skirtumo tarp klientu
  ir serveriu.
• Paslaugomis paremtos sistemos leidžia sujungti
  paslaugas teikiamas skirtingu teikeju.

54
Esminiu aspektu raktiniai žodžiai

• (paskirstytu sistemu privalumai, kliento-serverio
  architektura, vartotojo sasajos ir taikomuju
  programu ir duomenu paskirstymas, paskirstytu
  objektu architektura, tarpine programine iranga,
  CORBA standartai, lygiaverciai ryšiai,
  paslaugomis paremtos sistemos)