7.10 Технологии распределенных вычислений.
Программное обеспечение (ПО) организации распределенных вычислений называют программным обеспечением промежуточного слоя (Middleware). Новое направление организации распределенных вычислений в сетях Internet-Intranet основано на создании и использовании программных средств, которые могут работать в различных аппаратно-программных средах. Совокупность таких средств называют многоплатформенной распределенной средой - МРС (сrossware).
Находят применение технологии распределенных вычислений RPC (Remote Procedure Call), ORB (Object Request Broker), MOM (Message-oriented Middleware), DCE (Distributed Computing Environment), мониторы транзакций, ODBC.
RPC - процедурная блокирующая синхронная технология, предложенная фирмой Sun Microsystems. Вызов удаленных программ подобен вызову функций в языке С. При пересылках на основе транспортных протоколов TCP или UDP данные представляются в едином формате обмена XDR. Синхронность и блокирование означают, что клиент, обратившись к серверу, для продолжения работы ждет ответа от сервера.
Для систем распределенных вычислений разработаны специальные языки программирования, для RPC это язык IDL (Interface Definition Language), который дает пользователю возможность оперировать различными объектами безотносительно к их расположению в сети. На этом языке можно записывать обращения к серверам приложений. Другой пример языка для систем распределенных вычислений - NewEra в среде Informix.
RPC входит во многие системы сетевого программного обеспечения.
ОRB - технология объектно-ориентированного подхода, включает 13 пунктов (служб). Основные службы:
служба именования, присваивает объектам уникальные имена, в результате пользователь может искать объект в сети;
служба обработки транзакций, осуществляет управление транзакциями из приложений или из операционных систем;
служба событий, обеспечивает асинхронное распространение и обработку сообщений о событиях;
служба обеспечения безопасности - поддержки целостности данных.
При применении ORB (в отличие от RPC) в узле-клиенте хранить сведения о расположении серверных объектов не нужно, достаточно знать расположение в сети программы-посредника ORB. Поэтому доступ пользователя к различным объектам (программам, данным, принтерам и т.п.) существенно упрощен. Посредник должен определять, в каком месте сети находится запрашиваемый ресурс, направлять запрос пользователя в соответствующий узел, а после выполнения запроса возвращать результаты пользователю.
MOM - также объектная технология. Связь с серверами асинхронная. Это одна из наиболее простых технологий, включает команды "послать" и "получить", осуществляющие обмен сообщениями. Отличается от E-mail реальным масштабом времени. Однако могут быть варианты МОМ с очередями, тогда режим on-line необязателен и при передаче не требуется подтверждений, т.е. опора на протокол IP без установления соединения.
7.11 Распределенная среда обработки данных
(Distributed Computing Environment (DCE*)) — технология распределенной обработки данных, предложенная фондом открытого программного обеспечения.
Она не противопоставляется другим технологиям (RPC, ORB), а является средой для их использования.
Среда DCE*, разработанная в 1990 г., представляет собой набор сетевых служб, предназначенный для выполнения прикладных процессов, рассредоточенных по группе абонентских систем гетерогенной (неоднородной) сети. Основные ее компоненты показаны в таблице 7.1.
Таблица 7.1. Основные компоненты DCE*.
№ п/п |
Служба |
Выполняемые функции |
1. |
Имена |
База Данных (БД) имен пользователей и средств, предназначенных для доступа пользователей к сетевым службам. |
2. |
Удаленный доступ |
Технология, обеспечивающая взаимодействие двух прикладных программ, расположенных в различных абонентских системах. |
3. |
Защита данных |
Программное Обеспечение (ПО) разрешения на доступ к ресурсам системы или сети. |
4. |
Многопоточность |
Программы, обеспечивающие одновременное выполнение нескольких задач. |
Системы, имеющие программы распределенной среды, соответственно, являются серверами и клиентами. Серверы связаны друг с другом логическими каналами, по которым передают друг другу файлы (рис.188)
Каждый сервер имеет свою группу клиентов.
Среда имеет трехступенчатую архитектуру: прикладная программа база данных клиент.
Функции, выполняемые средой, включают прикладные службы:
каталогов, позволяющую клиентам находить нужные им серверы;
интерфейса многопоточной обработки;
удаленного вызова процедур;
обслуживания файлов;
безопасности данных;
времени, синхронизирующей часы в абонентских системах.
Программное Обеспечение (ПО) среды погружается в Сетевую Операционную Систему (СОС). Серверы имеют свои, различные, Операционные Системы (ОС). В роли сервера может, также, выступать главный компьютер со своей операционной системой.
Функционирование распределенной среды требует выполнения ряда административных задач. К ним, в первую очередь, относятся средства:
регистрации и контроля за лицензиями пользователей на работу с прикладными программами;
унифицированных интерфейсов прикладных программ;
обеспечения безопасности данных;
инвентаризации программного и технического обеспечения абонентских систем, работающих в сети.
С точки зрения логического управления среда обработки данных делится на ячейки DCE*. В каждую из них может включаться от нескольких единиц до тысяч абонентских систем. Размеры ячеек территориально не ограничены. Входящие в одну и ту же ячейку системы могут быть расположены даже на разных континентах. В ячейках выполняются службы:
контроля права работы с прикладными программами и базами данных;
каталогов, назначающих адреса объектов;
времени, синхронизирующей часы систем;
лицензии, отслеживающей использование видов сервиса.
Распределение прикладных процессов по ячейкам защищает от сбоев, позволяет приспособить процессы к конкретным нуждам групп пользователей. Последние могут иметь доступ только к определенным ячейкам.