Systemy rozproszone

1
Systemy rozproszone
Uniwersytet Lódzki Katedra Informatyki
W. Bartkiewicz

• Wyklad 2. Wprowadzenie do architektur systemów
  rozproszonych

2
Systemy jednostanowiskowe
3
Centralne zarzadzanie zasobami

• Wspóldzielenie zasobów
• Integracja zasobów
• Redukcja nadmiarowosci zasobów
• Integralnosc zasobów

4
Architektura monolityczna(mainframe)

• Skupienie przetwarzania na wylacznie na jednym
  komputerze
• Ograniczenia w skalowalnosci aplikacji
• Ograniczenie do znakowego interfejsu uzytkownika

5
Architektura oparta na serwerze plików

• Aplikacje na PC wspóldziela dane za posrednictwem
  serwera plików
• Duzy ruch w sieci
• Koniecznosc synchronizacji dostepu
• Ograniczenie do ok. 12 uzytkowników
• Desktopowa obsluga zbiorów danych

6
Architektura klient-serwer

• Centralne zarzadzanie danymi
• Niezaleznosc danych i aplikacji
• Zmniejszenie ruchu sieciowego transport
  wylacznie odpowiedzi na zapytania, a nie calych
  plików

7
Architektura dwuwarstwowa(gruby klient)

• Interfejs uzytkownika (zarzadzanie dialogiem i
  prezentacja wyników)
• Zarzadzanie danymi
• Logika aplikacji (przetwarzanie danych,
  wykonywanie obliczen, itp.)

Interfejs uzytkownika Logika aplikacji
8
Architektura dwuwarstwowa(gruby klient)

• Skalowalnosc do okolo 100 uzytkowników

• Dalsze zmniejszenie ruchu sieciowego
• Wieksze obciazenie serwera

Interfejs uzytkownika Logika aplikacji
9
Architektura dwuwarstwowa(cienki klient)

• Aplikacje klienckie sa ladowane z serwera
• Nie ma potrzeby ich dystrybucji
• Nie ma potrzeby ich instalacji
• Nie ma potrzeby wersjonowania dla róznych
  systemów operacyjnych

Interfejs uzytkownika (webowy)
10
Architektura dwuwarstwowa(cienki klient)

• Zwiekszone obciazenie serwera
• Brak zarzadzania stanem
• Architektura dobrze dostosowana do lekkich
  aplikacji dla duzej liczby klientów w sieci
  rozleglej

Interfejs uzytkownika (webowy)
11
Architektura dwuwarstwowa(klient wzbogacony)

• Cienki klient - formularze HTML
• Skrypty strony klienta (JavaScript, VBScript)
• Obiekty (komponenty), np.. kontrolki Active-X
• Aplety Javy
• Kontrolki webowe .NET (renderowane jako
  HTMLskrypty)

Interfejs uzytkownika (webowy)
12
Architektura dwuwarstwowa(oprogramowanie serwera)

• Skrypty CGI
• Skrypty serwerowe (PHP, ASP, JSP, ASP.NET)
• Obiekty serwerowe (serwelety Javy, komponenty
  .NET)
• Rozszerzenia serwera (np. filtry ISAPI)

Interfejs uzytkownika (webowy)
13
Skrypty CGI

• Aplikacje natywne dla systemu operacyjnego
  serwera HTTP lub skryptowe wykonywane przez
  interpreter dzialajacy poza serwerem HTTP (czyli
  jako skrypt CGI)
• Uruchamiane przez serwer HTTP jako nowe procesy
• Serwer HTTP przekazuje dane od klienta na wejscie
  standardowe aplikacji CGI lub poprzez zmienne
  srodowiskowe
• Problemy efektywnosciowe - uruchamianie i
  konczenie procesów wymaga zarzadzania wieloma
  zasobami systemowymi maszyny serwera
• Problemy z bezpieczenstwem aby serwer mógl
  uruchomic skrypt CGI uzytkownika zdalny musi miec
  uprawnienia do wykonywania programów w folderze
  skryptu

14
Skrypty serwerowe (PHP, JSP, ASP, ASP.NET)

• Skrypty interpretowane poprzez interpreter
  dzialajacy zwykle w trybie rozszerzenia serwera
• Wymagaja mniejszej ilosci zasobów systemowych
  wykonuja sie w kontekscie serwera
• Po pierwszym wykonaniu zazwyczaj kompilowane do
  kodu posredniego
• Uzytkownik uruchamiajacy skrypt nie musi miec
  nadanych uprawnien do wykonywania programów w
  niektórych serwerach HTTP do uruchamiania
  skryptów
• Umieszczane jako wstawki miedzy elementami HTML
  lub jako odrebne moduly programowe (Code Behind
  Page)

15
Obiekty (komponenty) serwerowe

• Kompilowane do kodu posredniego komponenty
  osadzane w srodowisku serwera (i srodowisku
  komponentowym)
• Serwelety Javy i komponenty .NET
• Tworzone jako odrebne aplikacje lub kompilowane
  ze skryptów serwerowych (JSP serwelety, ASP.NET
  komponenty .NET)

16
Rozszerzenia serwera HTTP

• Moduly kodu natywnego dla maszyny na której
  dziala serwer HTTP, uruchamiane w kontekscie jego
  dzialania
• Dostarczane w postaci bibliotek dynamicznych lub
  komponentów natywnych, które proces serwera
  potrafi uruchomic (a wiec o pewnej standardowej
  strukturze)
• Typowe przyklady interpretery skryptów
  serwerowych, filtry ISAPI komponenty COM
  rozszerzajace funkcjonalnosc serwera IIS

17
Grube klienty

• Odciazenie serwera (rozproszenie przetwarzania),
• Zwiekszenie ruchu sieciowego (przesylanie calych
  wyników zapytan)
• Dla róznych interfejsów uzytkownika (np. webowy i
  aplikacyjny) niezbedne jest zbudowanie w zasadzie
  dwu róznych aplikacji

Klienty
Serwer DBMS
Inne aplikacje
18
Cienkie klienty

• Zmniejszenie ruchu sieciowe-go (przesylanie
  wylacznie wyników przetwarzania)
• Zwiekszanie obciazenia serwera, z którego
  korzystac moga równiez inne aplikacje
• Zmiana interfejsu uzytkownika wymaga jedynie
  zbudowania nowego klienta

Klienty
Serwer DBMS
Inne aplikacje
19
Architektura trójwarstwowa
Klienty

• Logika aplikacji umieszczona jest w warstwie
  posredniej miedzy serwerem danych i klientem
  (serwer aplikacji)
• Umozliwia to korzystanie z zalet cienkiego
  klienta bez koniecznosci obciazania serwera bazy
  danych

Serwer aplikacji
Serwer DBMS
Inne aplikacje
20
Architektura trójwarstwowa z warstwa posrednia na
serwerze HTTP

• Struktura warstwy posredniej
• uslugi fasady wiazace warstwe posrednia z
  interfejsem uzytkownika)
• glówne uslugi logiki aplikacji (np. kod
  przetwarzajacy zamówienia, dane klientów, itp.)
• uslugi dostepu do danych (zarzadzajace
  przesylaniem zapytan do serwera SQL i pobieraniem
  ich wyników)

21
Architektura trójwarstwowa z warstwa posrednia na
serwerze HTTP

• Metody dostepu do danych
• natywne biblioteki zwiazane z konkretnym jezykiem
  programowania
• ODBC
• ADO
• ADO.NET
• JDBC

22
Problem stanu aplikacji webowej

• W architekturze dwuwarstwowej serwer DBMS jest
  serwerem polaczeniowym
• Serwer HTTP jest serwerem bezpolaczeniowym
• w tradycyjnych prostych aplikacjach webowych
  informacja o stanie jest zbedna
• w bardziej zlozonych aplikacjach trójwarstwowych
  informacja o stanie jest czesto podstawowa

23
Problem stanu aplikacji webowej

• Przechowywanie stanu
• w warstwie srodkowej (plikach na serwerze HTTP)
• w warstwie bazy danych
• Przesylanie stanu do warstwy klienta
• zetony cookies
• ukryte zmienne formularzy

24
Serwisy webowe

• Standardowe aplikacje webowe komunikuja sie z
  klientem poprzez komunikaty HTML (np. generuja i
  przesylaja do klienta strony HTML)
• Komunikaty HTML moga byc odbierane równiez przez
  klienty aplikacyjne wymaga to jednak analizy
  przeslanej strony i wydlubania danych
• Web serwisy rodzaj komponentów serwerowych
  komunikujacych sie z klientem aplikacyjnym
  poprzez komunikaty SOAP

25
Serwisy webowe

• SOAP (Simple Object Access Protocol) oparty na
  XML-u sposób kodowania wywolan zdalnych
  podprogramów
• SOAP umozliwia realizacje RPC (Remote Procedure
  Call)
• klient wywoluje funkcje
• jej nazwa parametry wywolania kodowane sa w
  formacie SOAP i przesylane do serwera HTTP
• serwer uruchamia komponent (web serwis), który
  wykonuje zakodowana funkcje. Wynik jej dzialania
  w formacie SOAP przesylany jest do klienta

26
Rozproszone architektury Enterprise

• Komponenty i obiekty rozproszone. Standardowe
  formaty
• CORBA
• COM/DCOM
• Java Beans
• .NET
• Serwisy webowe
• Koordynator transakcji rozproszonych (np. MTS)
• Uslugi kolejkowania komunikatów (np. MSMQ)

27
Rozproszone architektury Enterprise

• Najbardziej znane srodowiska typu Enterprise
• CORBA
• Enterprise Java Beans
• COM/DNA
• .NET
• Web Sphere