Модели и архитектура

План занятия

Модели распределенных систем
Архитектура распределенных систем
Слои и уровни
Возможные архитектурные решения

Модели распределенных систем

Модели архитектуры
Физическое размещение компонентов между узлами
Взаимодействие между компонентами
Другие

Модели архитектуры

Модель архитектуры распределенной системы должна содержать решение двух проблем:
физическое размещение

Модели архитектуры

Реальные функции отдельных компонентов не указываются
Указываются:
Расположение (размещение по узлам)
Шаблоны распределения

Архитектура

Определяет разделение системы на наиболее крупные составные части
Определяет конструктивные решения, которые

Основные принципы архитектуры

Согласованность Частичное знание системы позволяет предсказать остальное
Ортогональность Функции независимы и специфицированы

Основные принципы архитектуры

Прозрачность Функции должны быть известны пользователю
Общность Если функция должна быть введена,

Преодоление сложности
Использование паттернов проектирования
Разделение системы на слои (расслоение)

Типовые решения – паттерны проектирования

Кристофер Александер (Christopher Alexander):
Каждое типовое решение описывает

Структура типовых решений

Название решения
Назначение (аннотация)
Мотивация, применимость
Принцип действия (структура, участники, отношения)
Результаты
Реализация

ПРАВИЛО ДОБАВЛЕНИЯ КОСВЕННОСТИ

Если есть проблема – введите посредника, т.е. вместо прямого

Слои

Основная идея: независимость нижележащих уровней от вышележащих
Основная задача: уменьшать сложность систем,

Примеры подхода

Архитектура сетевых протоколов
Физический уровень
Уровень соединения
Сетевой уровень
Транспортный уровень
Сеансовый уровень
Уровень представления
Прикладной уровень
Распределенные

Монолитная система

Логика
представления

Бизнес-логика

Логика
доступа к данным

Двухслойная система

Логика
представления

Бизнес-логика

Логика
доступа к данным

Трехслойная система

Логика
представления

Бизнес-логика

Логика
доступа к данным

Три основных слоя

Слои:
представление (presentation)
домен (domen) – предметная область, бизнес-логика
работа с данными

Одноуровневая система

Представление

Домен

Источник данных

Система клиент/сервер (двухуровневая)

Трехуровневая система

Middleware

Middleware

“Слой программного обеспечения, чья цель состоит в том, чтобы скрывать неоднородность

Сервисы Middleware

Сервисы
Именования
Безопасности
Транзакций
Долговременного хранения
Уведомления о событиях
…

Основные парадигмы программирования

Message Passing

Client

Server

send()

receive()

Remote Procedure Call

Client

Server

proc()

Virtual Shared Memory

Client

Server

write()

read()

Distributed Object System

Client

Server

o.operat()

Требования к дизайну

Требования, накладываемые обеспечением требуемой производительности
Время отклика
Производительность
Балансировка нагрузки
Использование кэширования и

Возможные архитектуры

Клиент-сервер
Модель предоставления услуг пулом серверов
Модель прокси- и кэш- серверов
Модель

Модель клиент-сервер

Наиболее распространенная и часто используемая модель архитектуры

Модель клиент-сервер

Клиент Процесс, желающий получить доступ к данным, использует ресурсы и/или выполняет

Модель «пул серверов»

Модель «пул серверов»

Услуги могут обеспечиваться многими серверами
Распределенные между серверами объекты
Реплицированные

Модель с прокси-сервером

Модель с прокси-сервером

Кэш: «близкая» копия наиболее часто используемых данных
значительно повышает производительность

Равноправные процессы (P2P)

Равноправные процессы (P2P)

Равные процессы: процессы, которые играют равные роли
Никакого абсолютного различия

Вариации модели клиент-сервер

Вариации возможны по следующим параметрам:
Связь инициируется сервером
Использование мобильного кода или

Мобильный код

Мобильный код: код, посланный процессу клиента, чтобы выполнить его же

Мобильные агенты

Выполнение программы (код + данные), которая перемещается между узлами в

Тонкие клиенты

Тонкие клиенты

Аппаратные (сетевые компьютеры, network computers)
Все файлы сохраняются на удаленном носителе
Минимум локального

Итоги

Использование модели слоев для снижения сложности системы
Middleware обеспечивает дополнительное удобство и

Спасибо за внимание!