Distribuovaný riadiaci systém architektúra Klient server. Časť server (jadro, kernel)

Transcription

1 Distribuovaný riadiaci systém architektúra Klient server. Časť server (jadro, kernel)

2 Modulárna štruktúra distribuovaného riadiaceho systému Tvorba reportov Konfigurácia systému Vzdialená konzola SQL server Archivácia Vizualizácia KERNEL Dolný klient Dolný klient Dolný klient

3 Výmena dát medzi Kernelom a klientmi Klienti hornej úrovne Vizualizácia Archivácia Vzdialená konzola a) b) c) KERNEL Klienti dolnej úrovne Dolný klient Dolný klient Dolný klient

4 Architektúra klient server Architektonický návrh Distribuované systémy Real-time systémy

5 Návrh architektonický návrh a špecifikácia subsystémov rozdelenie subsystémov na moduly a špecifikácia týchto modulov návrh dátových štruktúr návrh algoritmov subsystém - relatívne nezávislá súčasť systému; skladá sa z modulov modul - užšie spolupracuje s ostatnými modulmi

6 Softvérová architektúra SW architektúra zahŕňa množinu významných rozhodnutí ohľadne organizácie SW systému, okrem iných aj: identifikovanie subsystémov a ich rozhraní, vytvorenie rámca pre komunikáciu a riadenie v systéme. Často sa črtá ešte pred ukončením špecifikácie požiadaviek je vhodným nástrojom na štruktúrovanie špecifikácie požiadaviek Have an architecture that makes sense before you write 3.5 million lines of code. - Patrick Naugton

7 Výber architektúry (príklady) pre výkon: lokalizovať kritické operácie v malom množstve komponentov s obmedzenou komunikáciou (t.j. skôr väčšie ako menšie komponenty) pre bezpečnosť: vrstvová architektúra s chránenými zdrojmi v nižších vrstvách so striktne obmedzeným prístupom pre spoľahlivosť: opäť, lokalizovať kritické operácie do niekoľko málo komponentov pre dostupnosť: redundantné komponenty s možnosťou výmeny a upgradu bez zastavenia systému pre udržiavateľnosť: relatívne malé, samostatné komponenty, ktoré môžu byť ľahko upravované; obmedzenie zdieľaných dátových štruktúr

8 Architektúra klient-server proces server je spustený na nejakom počítači. Sám seba inicializuje, uspí a čaká na kontakt zo strany klienta, ktorý požaduje nejakú službu, žiada o zaslanie dát, alebo naopak posiela dáta procesu server. proces klient je spustený buď na tom istom počítači, alebo na inom, ktorý je so serverom spojený sieťou. Procesy typu klient väčšinou inicializuje užívateľ interaktívne (databázové systémy, , ftp, www), prípadne takisto existujú trvale (riadiace systémy strojov). Klient odošle po sieti svoju požiadavku a očakáva odpoveď servera. po obslúžení požiadavky klienta sa server znovu uspí a čaká na ďalšiu požiadavku od klienta

9 Výhody klient server architektúry Jednotlivé moduly môžu pracovať pod rôznymi operačnými systémami V prípade databáz Prehľadávanie sa deje na strane servera (nezaťažuje sa sieť zbytočným prenosom súborov) Všetky transakcie realizuje server (je vylúčená paralelná modifikácia údajov a strata integrity) Transakcie je možné archivovať a rekonštruovať (pri výpadku systému) Ochrana údajov (od klientov je vyžadovaná autorizácia) a ich zálohovanie Je vylúčená možnosť cyklického zablokovania procesov - deadlock (vďaka definovanému hierarchickému stromu procesov)

10 Architektúra klient-server Aplikácia je modelovaná ako množina služieb poskytovaných servermi pre klientov Klient pozná identitu servera/serverov, server nepozná vopred klientov c1 c2 c3, c4 CC1 CC2 CC3 s1, s2 Network s3, s4 SC2 SC1 Server computer c5, c6, c7 CC4 CC5 c8, c9 c10, c11, c12 CC6 Client computer

11 Návrh rozdelenia úloh medzi klientov a servery by mal odrážať logickú štruktúru aplikácie Príklad: Presentation layer Prezentačná vrstva - komunikácia s používateľom Application processing layer Aplikačná vrstva - funkčnosť špecifická pre danú aplikáciu Data management layer Dátová vrstva - správa a údržba údajov

12 2-vrstvová architektúra Tenký klient - výhoda: nižšie nároky na HW klienta (nemusí to byť ani vždy plne funkčné PC), ľahšia údržba Tučný klient - výhoda: odľahčenie servera Thin-client model Client Presentation Server Data management Application processing Fat-client model Client Presentation Application processing Server Data management

13 3-vrstvová architektúra Presentation Server Server Client Application processing Data management Lepšia škálovateľnosť - spočiatku môže byť aplikačný a dátový server na 1 počítači, neskôr môže byť vytvorený jeden alebo viacero samostatných aplikačných serverov. Príklad: aplikačný server realizovaný na webserveri, pristupujúci k databáze cez SQL Multi-tier: napríklad integračný server (integrácia údajov z viacerých databáz)

14 Výber architektúry Tenký klient tradičné systémy, kde je ťažké oddeliť aplikačnú od dátovej vrstvy výpočtovo intenzívne aplikácie (kompilátor) so žiadnou alebo nevýznamnou dátovou vrstvou Tučný klient ak je aplikačná vrstva realizovaná štandardným balíkom (napr. Excel) na klientovi výpočtovo náročné spracovanie údajov (napr. vizualizácia dát) relatívne stabilná funkčnosť v prostredí so zabezpečenou údržbou systému 3-vrstvová architektúra veľké aplikácie so stovkami/tisíckami používateľov aplikácie, kde sa štruktúra údajov aj aplikačná logika môže meniť aplikácie využívajúce údaje z viacerých databáz

15 Real-time systémy RT systém je systém, ktorého kritérium pre správnosť je: správne výsledky dodané v určenom čase. Mäkký RT systém - funkčnosť je v prípade zdržania obmedzená Tvrdý RT systém - v prípade zdržania nefunkčný RT systémy monitorujú a riadia svoje prostredie, sú nevyhnutne spojené s hardvérovými zariadeniami: senzory - zbierajú údaje z prostredia aktuátory - ovplyvňujú prostredie

16 Základná schéma sensor-system-actuator Sensor Sensor Sensor Sensor Sensor Sensor Real-time control system Actuator Actuator Actuator Actuator

17 Architektúra RT systémy musia na isté druhy stimulov definovaným spôsobom odpovedať. Časové limity pre odpovede sú pre jednotlivé druhy stimulov rôzne, čomu sa musí prispôsobiť aj architektúra týchto systémov. Klasické sekvenčné spracovanie je často nepostačujúce. Architektúra pozostáva z paralelne bežiacich procesov (na 1 alebo viacerých procesoroch) pod správou jednoduchého operačného systému (real-time executive)

18 Sensor Actuator Stimulus Response Sensor control Data processor Actuator control

19 Real-time executive Obsahuje spravidla tieto komponenty: hodiny reálneho času obsluha prerušení scheduler (výber procesu - podľa priority, plánovanej dĺžky behu, deadline) správa zdrojov (pamäť, procesor(y)) Pri systémoch s nepretržitou prevádzkou: configuration manager fault manager