Архітектура мережевої телеобробки: однорангова, клієнт/сервер, трирівнева

Система телеобробки - сукупність технічних і програмних засобів, призначена для обробки на ЕОМ даних, переданих по каналах зв'язку. Абоненти системи (користувачі, технічні об'єкти) підключаються до ЕОМ за допомогою каналів зв'язку. Канал зв'язку складається з лінії зв'язку, по якій передаються сигнали, і апаратури передачі даних, що перетворить даних в сигнали, відповідні до типу лінії зв'язку (каналу). Архітектура системи визначає основні її елементи та характер і топологію взаємодії цих елементів;

Архітектура представляє собою логічну, функціональну й фізичну організацію технічних і програмних засобів мережі. У сучасній архітектурі виділяється чотири групи об'єктів: клієнти, сервери, дані й мережеві служби. Клієнти розташовуються в системах користувачів, що перебувають на робочих місцях. Дані зберігаються в основному в серверах. Мережеві служби є спільно використовуваними прикладними програмами, які взаємодіють із клієнтами, серверами й даними. Крім цього, служби управляють процедурами розподіленої обробки даних, інформують користувачів про зміни, що відбуваються в мережі. Розглянемо такі основні види архітектур: однорангову, клієнт-сервер і трирівневу.

Однора́нгові, децентрализо́вані або пірінгові (від англ. peer-to-peer, P2P - рівний до рівного) мережі - це комп'ютерні мережі, засновані на рівноправності учасників. У таких мережах відсутні виділені сервери, а кожний вузол (peer) є як клієнтом, так і сервером. На відміну від архітектури клієнт- сервера, така організація дозволяє зберігати працездатність мережі при будь-якій кількості й будь-якій комбінації доступних вузлів. Адміністрування однорангової мережі може бути складніше за рахунок більшого числа серверів і більш розвинених можливостей кожного сервера. Невиділені сервери повільніше спеціалізованих.

Одна з областей застосування технології однорангових мереж – це обмін файлами. Користувачі файлообмінної мережі викладають які-небудь файли в т.зв. "розшарену" (англ. share - ділитися) директорію, зміст якої є доступним для скачування іншими користувачами. Процес проходить таким чином: який-небудь користувач мережі надсилає запит на пошук якого-небудь файлу, програма шукає серед клієнтів мережі файли, відповідні до запиту, і показує результат. Після цього користувач може скачати файли з знайдених джерел. У сучасних файлообмінних мережах інформація завантажується відразу з декількох джерел. Її цілісність перевіряється по контрольних сумах. Зазвичай в таких мережах обмінюються фільмами й музикою, що є споконвічним головним болем відеовидавничих і звукозаписних компаній. Проблемою стає те, що припинити поширення файлу в децентралізованої пірінговій мережі технічно неможливо - для цього буде потрібно фізично відключити від мережі всі машини, на яких лежить цей файл, а таких машин може бути дуже й дуже багато.

Крім виключно P2 P-Мереж, існують так звані гібридні мережі, у яких існують сервери, що використовуються для координації роботи, пошуку або надання інформації про існуючі машини у мережі та їх статуси (on-line, off-line і т.д.). Гібридні мережі поєднують швидкість централізованих мереж і надійність децентралізованих завдяки гібридним схемам з незалежними індексованими серверами, що синхронізують інформацію між собою. При виході з ладу одного або декількох серверів мережа продовжує функціонувати. До частково децентралізованих мереж відносяться Edonkey, Bittorrent.

Архітектура клієнт-сервер:

Тут клієнти виконують прості операції обробки даних, відпрацьовують інтерфейс взаємодії із сервером, звертаються до нього із запитами. Більшу ж частину завдань обробки виконує сервер. Для цих цілей він має базу даних. Високі вимоги до виділеного сервера забезпечення високої продуктивності вимагає установки на сервері великої кількості оперативної пам'яті, диска великого розміру й використання в сервері продуктивного процесора. При порушенні роботи сервера мережа стає практично непрацездатною.

Архітектура клієнт- сервер поступово перетворюється в архітектуру клієнт-мережа, у якій використовується не один, а безліч серверів. Наприклад, у мережі Internet їх сотні тисяч. Прагнення дати можливість роботи в мережі клієнтам, створеним різними виробниками, привело до виникнення архітектури будь-який клієнт – сервер.

Трирівнева архітектура:

У комп'ютерних технологіях трирівнева архітектура (з англ. three-tier або Multitier architecture) припускає наявність наступних компонентів додатка: клієнтський додаток (звичайно говорять " тонкий клієнт " або термінал), підключений до сервера додатків, який у свою чергу підключений до сервера бази даних.

Термінал – це інтерфейсний (звичайно графічний) компонент, який представляє перший рівень- додаток для кінцевого користувача. Перший рівень не повинен мати прямих зв'язків з базою даних (по вимогах безпеки), бути навантаженим основною бізнес- логікою (по вимогах масштабованості) і зберігати стан додатка (по вимогах надійності). На перший рівень може бути винесена і звичайно виноситься найпростіша бізнес- логіка: інтерфейс авторизації, алгоритми шифрування, перевірка значень, що вводяться, на допустимість і відповідність формату, нескладні операції (сортування, угруповання, підрахунок значень) з даними, уже завантаженими на термінал.

Сервер додатків розташовується на другому рівні. На другому рівні зосереджена більша частина бізнес-логіки. Поза ним залишаються фрагменти, експортовані на термінали, а також занурені в третій рівень збережені процедури й тригери.

Сервер бази даних забезпечує зберігання даних і виноситься на третій рівень. Звичайно це стандартна реляційна або об'єктно-орієнтована СУБД. Якщо третій рівень являє собою базу даних разом зі збереженими процедурами, тригерами й схемою, що описує додаток у термінах реляційної моделі, то другий рівень будується як програмний інтерфейс, що зв'язує клієнтські компоненти із прикладною логікою бази даних.

У найпростішій конфігурації фізично сервер додатків може бути сполучений із сервером бази даних на одному комп'ютері, до якого по мережі підключається один або кілька терміналів. В "правильній" (з погляду безпеки, надійності, масштабування) конфігурації сервер бази даних перебуває на виділеному комп'ютері (або кластері), до якого по мережі підключено один або кілька серверів додатків, до яких, у свою чергу, по мережі підключаються термінали.

Прикладом трирівневої архітектури є взаємодія MySQL-серверу, технологій ADO.NET, ASP.NET та web-серверу IIS.