Укажите к каким данным обеспечивает доступ модель файл сервер

Обновлено: 06.07.2024

При размещении БД на ПК, который не находится в сети, БД всегда используется в монопольном режиме. Даже если БД используют несколько пользователей, они могут работать с БД только последовательно. Однако работа на изолированном ПК с небольшой БД в настоящий момент становится уже не характерной для большинства приложений.

БД отражает информационную модель реальной ПО, она растет по объему => резко увеличивается количество задач, решаемых с помощью этой БД и в соответствии с этим увеличивается количество приложений, работающих с единой БД. ПК объединяются в локальные сети и необходимость распределения приложений, работающих с единой БД по сети, является несомненной.

Параллельный доступ к одной БД нескольких пользователей, в том случае, если БД расположена на одной машине, соответствует режиму распределенного доступа к центральной БД. Такие системы называются системами распределенной обработки данных.

Если же БД расположена на нескольких ПК, распределенных в сети, и к ней возможен параллельный доступ нескольких пользователей, то мы имеем дело с параллельным доступом к распределенным БД. Такие системы называются системами распределенных (удаленных) баз данных.

Режимы работы с базой данных.

Терминология УБД.

Пользователь БД - это программа или человек, обращающиеся к БД на языке манипулирования данными.

Запрос - это процесс обращения пользователя к БД с целью ввода, получения или изменения информации в БД.

Транзакция - это последовательность операций модификации данных в БД, переводящая БД из одного непротиворечивого состояния в другое непротиворечивое состояние.

Логическая структура БД - это определение БД на физически независимом уровне, ближе всего соответствующем концептуальной модели БД.

Топология БД (структура РБД) - это схема распределения физических БД по сети. Локальная автономность означает принадлежность локальному владельцу информации локальной БД и связанных с ней определенных данных.

Удаленный запрос - это запрос, который выполняется с использованием модемной связи.

Возможность реализации удаленной транзакции - это обработка одной транзакции, состоящей из множества SQL-запросов, на одном удаленном узле.

Поддержка распределенной транзакции допускает обработку транзакции, состоящей из нескольких SQL-запросов, которые выполняются на нескольких узлах сети (удаленных или локальных), но каждый запрос в этом случае обрабатывается только на одном узле, т.е. запросы не являются распределенными.

Распределенный запрос – запрос, при обработке которого используются данные из БД, расположенные в разных узлах сети.

Модель "клиент-сервер"

Модель "клиент-сервер" связана с принципом открытых систем. Термин "клиент-сервер" исходно применялся в архитектуре ПО, которое ориентировало распределение процесса выполнения по принципу взаимодействия 2-х программ, процессов, один из которых в этой модели назывался клиентом, а другой - сервером. При этом предполагалось, что один серверный процесс может обслуживать множество клиентских процессов.

Ранее приложение (пользовательская программа) не разделялось на части, а выполнялось монолитным блоком, но при рациональном использовании ресурсов сети данный принцип не актуален. Теперь все ПК в сети обладают собственными ресурсами и разумно так распределить нагрузку на них, чтобы максимальным образом использовать их ресурсы.

Основной принцип технологии "клиент-сервер" в БД заключается в разделении функций стандартного интерактивного приложения на 5 групп:

Функция ввода и отображения данных (PLPresentation Logic презентационная логика);
Прикладные функции, определяющие основные алгоритмы решения задач приложения (BLBusinessLogic бизнес-логика);
Функции обработки данных внутри приложения (DLDataBaseLogic Логика обработки данных);
Функции управления информационными ресурсами (DMLDataBase Manager System Процессор управления данными);
Служебные функции, играющие роль связок между функциями 1-х и 4-х групп.

Структура типового приложения, работающего с БД.

PL - это часть приложения, которая определяется тем, что пользователь видит на экране, когда работает приложение (интерактивные экранные формы, а также все то, что выводится пользователю на экран, результаты решения некоторых промежуточных задач, справочная информация).

Основные задачи PL:

формирование экранных изображений;
чтение и запись в экранные формы информации;
управление экраном;
обработка движений мыши и нажатий клавиш клавиатуры.

BL- это часть кода приложения, которая определяет алгоритмы решения конкретных задач приложения. Обычно этот код пишется с использованием различных языков программирования.

DL - это часть кода приложения, которая связана с обработкой данных внутри приложения (данными управляет собственно СУБД), где используется язык запросов и средства манипулирования данными стандартного языка SQL.

Процессор управления данными (Data Base Manager System Processing) - это собственно СУБД, которая обеспечивает управление и хранение данных. В идеале СУБД должна быть скрыта от BL-приложения. Однако для рассмотрения архитектуры приложения нам надо их выделить в отдельную часть приложения.

Двухуровневые модели.

Эти модели фактически являются распределением пяти указанных функций между двумя процессами, которые выполняются на двух платформах - клиенте и сервере.

Модель удаленного управления данными (модель файлового сервера File Server - FS).

В этой модели BL и PL располагаются на клиенте. На сервере располагаются файлы с данными и поддерживается доступ к этим файлам. Функции управления информационными ресурсами в этой модели находятся на клиенте.

Рисунок - Модель файл-сервера.

В этой модели файлы БД хранятся на сервере, клиент обращается к серверу с файловыми командами, а механизм управления всеми информационными ресурсами (база метаданных (БМД)) находится на клиенте.

Достоинства:

· разделение монопольного приложения на два взаимодействующих процесса.

· сервер может обслуживать множество клиентов, которые обращаются к нему с запросами.

Модель удаленного управления данными также называется моделью файлового сервера (File Server, FS). В этой модели презентационная логика и бизнес-логика располагаются на клиенте. На сервере располагаются файлы с данными и поддерживается доступ к файлам. Функции управления информационными ресурсами в этой модели находятся на клиенте.

Распределение функций в этой модели представлено на рис. 10.4.

В этой модели файлы базы данных хранятся на сервере, клиент обращается к серверу с файловыми командами, а механизм управления всеми информационными ресурсами, собственно база мета-данных, находится на клиенте.

Рис. 10.4. Модель файлового сервера

Достоинства этой модели в том, что мы уже имеем разделение монопольного приложения на два взаимодействующих процесса. При этом сервер (серверный процесс) может обслуживать множество клиентов, которые обращаются к нему с запросами. Собственно СУБД должна находиться в этой модели на клиенте.

Каков алгоритм выполнения запроса клиента?

Запрос клиента формулируется в командах ЯМД. СУБД переводит этот запрос в последовательность файловых команд. Каждая файловая команда вызывает перекачку блока информации на клиента, далее на клиенте СУБД анализирует полученную информацию, и если в полученном блоке не содержится ответ на запрос, то принимается решение о перекачке следующего блока информации и т. д.

Перекачка информации с сервера на клиент производится до тех пор, пока не будет получен ответ на запрос клиента.

высокий сетевой трафик, который связан с передачей по сети множества блоков и файлов, необходимых приложению;
узкий спектр операций манипулирования с данными, который определяется только файловыми командами;
отсутствие адекватных средств безопасности доступа к данным (защита только на уровне файловой системы).

8 Модель удаленного доступа к данным основана на учете специфики размещения и физического манипулирования данных во внешней памяти для реляционных СУБД. В RDA-модели компонент доступа к данным в СУБД полностью отделен от двух других компонентов (компонента представления и прикладного компонента) и размещается на сервере системы. Компонент доступа к данным реализуется в виде самостоятельной программной части СУБД, называемой SQL-сервером, и инсталлируется на вычислительной установке сервера системы. Функции SQL-сервера ограничиваются низкоуровневыми операциями по организации, размещению, хранению и манипулированию данными в дисковой памяти сервера. Иначе говоря, SQL-сервер играет роль машины данных.

Модели серверов баз данных.

для обслуживания большого числа клиентов на сервере должно быть запущено большое количество одновременно работающих серверных процессов, а это резко повышает требование к ресурсам ЭВМ, на котором запускались все серверные процессы.
каждый серверный процесс в этой модели запускается как независимый, поэтому если один клиент сформировал запрос, который был выполнен другим серверным процессом для другого клиента, то запрос, тем не менее, выполняется повторно.
в этой модели сложно обеспечить взаимодействие серверных процессов.

Взаимодействие серверных и клиентских процессов в модели 1:1.

Вышеперечисленные недостатки устраняются в модели (архитектуре) "систем с выделенным сервером", который способен обрабатывать запросы от многих клиентов. Сервер единственный обладает монополией на управление данными и взаимодействует одновременно со многими клиентами. Логически каждый клиент связан с сервером отдельной нитью (tread), или потоком, по которому пересылаются запросы.
Такая архитектура получила название многопотоковой односерверной.
Достоинства:

уменьшается нагрузка на ОС, возникающая при работе большого числа пользователей.

Многопотоковая односерверная архитектура.

Недостатки:
Т.к. сервер может выполняться только на одном процессоре, возникает ограничение на применение СУБД для мультипроцессорных платформ. Например, если компьютер имеет 4 процессора, то СУБД с одним сервером использует только один из них, не загружая оставшиеся 3.
В некоторых системах эта проблема решается вводом промежуточного диспетчера - архитектура виртуального сервера.
Архитектура виртуального сервера.

В этой архитектуре клиент подключается не к реальному серверу, а к промежуточному звену (диспетчеру), который выполняет функции диспетчеризации запросов к актуальным сервера. Количество актуальных серверов может быть согласовано с количеством процессоров в системе.
Недостатки:

Современное решение проблемы СУБД для мультипроцессорных платформ заключается в возможности запуска нескольких серверов БД, в том числе и на различных процессорах. При этом каждый из серверов должен быть многопотоковым. Данная модель называется многонитевая мультисерверная архитектура. Она связана с вопросами распараллеливания выполнения одного пользовательского запроса несколькими серверными процессами.
Многопотоковая мультисерверная архитектура.

Сервер приложений (англ. application server) — это программная платформа (software framework), предназначенная для эффективного исполнения процедур (программ, механических операций, скриптов), которые поддерживают построение приложений. Сервер приложений действует как набор компонентов, доступных разработчику программного обеспечения через API (Интерфейс прикладного программирования), который определен самой платформой.

Для веб-приложений эти компоненты обычно работают на той же машине, где запущен веб-сервер. Их основная работа — обеспечивать создание динамических страниц. Однако современные серверы приложений нацелены гораздо больше не на то, чтобы генерировать веб-страницы, а на то, чтобы выполнять такие сервисы каккластеризация, отказоустойчивость и балансировка нагрузки, позволяя таким образом разработчикам сфокусироваться только на реализации бизнес-логики.

Обычно этот термин относится к Java-серверам приложений. В этом случае сервер приложений ведет себя как расширенная виртуальная машина для запуска приложений, прозрачно управляя соединениями с базой данных с одной стороны и соединениями с веб-клиентом с другой.

Модель удаленного управления данными также называется моделью файлового сервера. В этой модели презентационная логика и бизнес логика располагаются на клиенте.

На сервере располагаются файлы с данными, и поддерживается доступ к файлам. Но функции управления информационными ресурсами в этой модели находятся в клиенте.

В этой модели БД хранятся на сервере, клиент обращается к серверу с файловыми командами, а механизм управления всеми информационными ресурсами, собственно база метаданных, находится на клиенте.

Достоинство этой модели в том, что уже имеется разделение монопольного приложения на два взаимодействующих процесса. При этом сервер может обслуживать множество клиентов, которые обращаются к нему с запросом. Собственно СУБД должна находится в этой модели на клиенте.

Запрос клиента формулируется в командах языка манипуляции данными. СУБД переводит этот запрос в последовательность файловых команд. Каждая последовательность файловых команд вызывает перемещение блока информации на клиента, далее на клиенте СУБД анализирует полученную информацию, и если в полученном блоке не содержит ответ на запрос, то принимается решение о перекачке следующего блока информации и т.д. Передача информации с сервера на программу клиента производится до тех пор, пока не будет получен ответ на запрос клиента.

· высокий сетевой трафик, который связан с передачей по сети множества блоков и файлов, необходимых приложению;

· узкий спектр операций манипулирования с данными, который определяется только файловыми командами;

· отсутствие адекватных средств безопасности доступа к данным (защита только на уровне файловой системы).

Модель удаленного доступа к данным

В модели удаленного доступа БД хранится на сервере. На сервере же находится ядро СУБД. На клиенте располагается презентационная логика и бизнес-логика приложения. Клиент обращается к серверу с запросами на языке SQL. Структура модели удаленного доступа представлена на рисунке 2.7.

Рисунок 2.7 - Модель удаленного доступа

· перенос компонента представления и прикладного компонента на клиентский компьютер существенно разгрузил сервер БД, сводя к минимуму общее число процессов в ОС;

· сервер БД освобождается от несвойственных ему функций; процессор целиком загружен операциями обработки данных, запросов и транзакций;

· резко уменьшается загрузка сети, т.к. по ней от клиентов к серверу передаются не запросы на ввод-вывод в файловой терминологии, а запросы SQL, и их объем существенно меньше.

Основное достоинство модели удаленного доступа - унификация интерфейса «клиент-сервер», стандартом при общении приложения клиента и сервера становится язык SQL.

· запросы SQL при интенсивной работе клиентских приложений могут существенно загрузить сеть;

· так в данной модели на клиенте располагается и презентационная логика, и бизнес-логика приложения, то при повторении аналогичных функций в разных приложениях код соответствующий бизнес - логики должен быть повторен для каждого клиентского приложения;

· сервер в этой модели играет пассивную роль, поэтому функции управления информационными ресурсами должны выполняться на клиенте.

Файловый сервер — это выделенный компьютер в сети, предназначенный для хранения файлов. К нему организован совместный доступ пользователей, которые могут скачивать, закачивать, изменять и удалять файлы.

Что такое файловый сервер?

Говоря простыми словами, это — специализированный компьютер, основная роль которого заключается в хранении большого количества файлов. Пользователи со своих компьютеров, ноутбуков или мобильных устройств получают доступ к нему по локальной сети или через Интернет. Они скачивают с сервера файлы, которые им нужны, и закачивают на него те, что подлежат хранению. При использовании такого решения у пользователей отпадает необходимость хранить файлы локально на своих устройствах, что позволяет им сэкономить место на накопителях.

Для чего используется файловый сервер?

Как легко понять по его названию, основное назначение этой машины — хранение файлов, к которым организован совместный удалённый доступ пользователей. В организации речь может идти о документах, в домашних условиях — о музыке, фильмах, фотографиях, дистрибутивах приложений и многом другом.

Основные цели, которые преследуются при установке файлового сервера — экономия дискового пространства на компьютерах пользователей и повышение удобства работы с информацией. Иванову, Петрову и Сидорову, работающим в одной компании, нужен один и тот же документ, и без сервера они вынуждены хранить его на своих локальных дисках. При появлении файлового сервера эта необходимость исчезнет — файл с документом будет храниться на нём в единственном экземпляре. Если общий объём данных будет достаточно большим, экономия места на локальных жёстких дисках окажется существенной.

Использование файл-сервера даёт ещё несколько важных плюсов:

появляется возможность создать раздельные области хранения — например, для разных подразделений, отделов и сотрудников компании. Можно настроить раздельный доступ групп пользователей к разным областям, приняв и реализовав ту или иную политику прав доступа;

подразделениям, отделам и сотрудникам можно выделить квоты на объём дискового пространства файлового сервера;

заметно упрощается обеспечение информационной безопасности. Файлы на сервере можно и нужно защитить антивирусным ПО и фаерволом, причём делать это придётся лишь на одной машине в сети. Принимать эти меры на каждом локальном устройстве не потребуется.

Типы файловых серверов

Один из критериев деления файловых серверов на типы — их специализация. Существуют:

выделенные серверы. Такие машины используют для решения единственной задачи — хранения файлов. На выделенную машину устанавливается операционная система, администратор конфигурирует и настраивает сервер, после чего его используют по назначению. На файл-сервер может быть установлена специализированная ОС — например, такая, как FreeNAS. В этом случае машина становится узкоспециализированной — она используется исключительно для хранения файлов;

невыделенные серверы. Основная роль хранилища файлов остаётся прежней, но к ней добавляются другие, перечень которых зависит от потребностей организации или домашних пользователей — совместный доступ в Интернет, централизованный запуск приложений или иные.

Целесообразно разделить серверы файлов на категории по их техническим характеристикам, в первую очередь — по объёму дисковой подсистемы и вычислительной мощности. Можно выделить:

обычные персональные компьютеры, на которых настроен общий доступ к файлам и папкам по локальной сети или Интернету. Такие машины, как правило, используются в домашних условиях и небольших офисах;

специализированные файл-серверы, «заточенные» под хранение больших объёмов данных. Они оснащаются несколькими дисковыми накопителями (жёсткими дисками или SSD), которые объединяются в RAID-массивы, высокопроизводительными сетевыми картами, ускоряющими обмен, источниками бесперебойного питания, защищающими от нестабильного энергоснабжения. Файл-сервер из этой категории целесообразно использовать в средней или крупной организации;

кластеры файловых серверов. В них логически объединяются несколько физических машин. Результатом становится система, способная вместить колоссальный объём данных и обеспечивающая высочайшую скорость обмена ими. Такие решения внедряются в крупных корпорациях и холдингах, в том числе имеющих разветвлённую сеть филиалов и представительств в разных регионах.

Файловый сервер с web-интерфейсом

оно позволяет с удобством работать с файлами, используя для этого любой браузер, при этом интерфейс будет радовать опрятностью и привлекательным внешним видом. При необходимости можно задействовать тот или иной шаблон сайта, чтобы кастомизировать интерфейс;

появляется возможность не только скачивать файлы с сервера, но и закачивать их на него, используя тот же браузер и ничего более;

HFS даёт возможность загружать на локальный компьютер не только отдельные файлы, но и целые папки. В последнем случае приложение само упаковывает файлы в архив и отправляет их на скачивание;

программа позволяет защитить паролем данные, которые хранятся на сервере, от несанкционированного доступа.

По умолчанию HFS использует 80-й порт для обмена файлами. Рекомендуем сохранить эту настройку. Если этот порт занимают другие приложения, номер можно изменить. Если вы выходите в Интернет через роутер, вам нужно пробросить в нём 80-й порт. Прочитайте о том, как это сделать, в инструкции к маршрутизатору или на специализированных сайтах в сети. После проброса порта предварительный этап конфигурирования будет завершён. Рекомендуем перезагрузить сервер, а также роутер, если он у вас есть.

Попробуйте зайти на файловый сервер со стороннего компьютера или мобильного устройства, введя в адресную строку браузера внешний IP-адрес. Узнать его можно, выбрав в HFS «Menu» — «IP address» — «Find external address». Если приложение работает корректно, вы должны увидеть на экране его интерфейс.

Кликните по любой папке, подготовленной к удалённому доступу, правой кнопкой мыши, и выберите «Properties». В появившемся окне обратите внимание на вкладку «Permissions». Здесь вы сможете устанавливать права доступа к данным — наделять пользователей возможностью скачивать файлы, удалять их, а также загружать файлы на сервер через браузер.

Технические характеристики файловых серверов

Выбирая и конфигурируя файловый сервер, нужно учитывать потребности организации или домохозяйства, количество пользователей, суммарную нагрузку, которая будет падать на машину. Подбирайте сервер по характеристикам — выбор в наши дни огромен, поэтому никаких проблем на этом этапе не возникнет.

Объём дискового пространства. Это — основной критерий любого файлового сервера. Вам предстоит приблизительно оценить, какой объём будут занимать все файлы, которые будут храниться на специализированном компьютере, и заложить некоторый запас на случай, если этот объём в будущем увеличится.

Скорость передачи данных. Чем она выше, тем комфортнее пользователям будет работать с файлами на сервере. Зависит от типа используемых накопителей (так, SSD значительно превосходят по скорости обычные жёсткие диски), а также от быстродействия процессоров и объёма и типа оперативной памяти.

Объём оперативной памяти и её тип. Этот критерий особенно важен в некоторых случаях — например, при использовании файлового сервера для хранения базы данных 1С. Если оперативной памяти будет недостаточно, пользователи начнут испытывать затруднения при совместной работе с такой базой.

Характеристики сетевой карты. Чем выше её пропускная способность, тем быстрее будет идти обмен данными между файловым сервером и клиентскими устройствами.

Отказоустойчивость. Этот критерий особенно важен при использовании корпоративного файлового сервера для хранения критически важных данных. Высокая степень отказоустойчивости достигается при установке надёжного оборудования проверенных производителей, резервировании его подсистем, использовании источников бесперебойного питания. Во многих случаях имеет значение и надёжная физическая защита файлового сервера от несанкционированного доступа.

Читайте также: