43564 (Организация удаленного доступа к распределенным базам данных), страница 7

Схема функционирования организации в первом приближении такова:

1. АО «Связьинформ» оказывает своим клиентам услуги в области связи.

2. Клиенты оплачивают оказанные услуги.

Ошибка! Ошибка связи.

Рис.2.1. Схема функционирования в первом приближении.

Внутренняя структура предприятия в самом общем виде может быть представлена следующим образом:

1. Имеется центральное отделение (управление связи), которое осуществляет контроль за деятельностью всего предприятия.

2. В каждом районе Республики Мордовия функционируют районные узлы связи (РУС) или эксплуатационно-технические узлы связи (ЭТУС), которые напрямую подчиняются управлению связи.

3. Существуют филиалы АО «Связьинформ», такие как ГТС, МТС, СТС и т.д.

4. Каждое из подразделений направляет в управлений связи ежемесячные отчеты.

Существующая система обмена информацией и её хранения такова:

1. Расчет за услуги связи каждый клиент проводит с РУС или ЭТУС по месту установки телефона.

2. В каждом из РУС или ЭТУС установлен персональный компьютер, на котором функционирует программный комплекс «Парус». В конце каждого месяца проводится расчет за услуги связи, в соответствие с которым выставляются счета клиентам.

3. Отчеты по проведенным расчетам пересылаются по электронной почте в управление связи.

Недостатки этой схемы проявляются в отсутствии оперативного доступа к информации по предоставленным услугам и поступившим средствам, низкой нагрузочной способности системы, невозможности анализа данных за достаточно длительный промежуток времени.

2.2 Новая схема обмена информацией

Учитывая перечисленные недостатки возникла необходимость организации единого информационного пространства для решения поставленных задач. Суть решения в следующем:

1. Провести установку в каждом из РУС или ЭТУС серверов для обработки и хранения данных по отдельно взятому району.

2. В управлении связи установить сервер, который будет хранить данные расчетов с абонентами по всей республике Мордовия.

3. Наладить каналы связи между районными узлами и управлением.

4. Построить распределенную базу данных по расчетам за услуги связи по всей Мордовии.

5. Разместить полученную базу на районных серверах с репликацией данных на сервер управления связи.

6. Для тех районов, установка в которых выделенных серверов экономически нецелесообразна, обеспечить удаленный доступ к базам данных других районов.

Рис. 2.2. Идеология информационной системы расчетов с абонентами.

Данная схема обладает следующими достоинствами по сравнению с предыдущей:

1. За счет использования выделенных серверов резко возрастает нагрузочная способность системы.

2. Из-за использования технологии клиент-сервер снижается трафик в каналах связи, что позволяет получить оперативный доступ к информации, находящейся на удаленном сервере.

3. Появляется возможность централизованного администрирования полученной системы.

4. Возможно гибкое распределение прав пользователей на доступ к данным.

5. За счет реализации принципа избыточности при хранении данных повышается надежность хранения. (В любой момент времени в системе существует две копии данных: одна на сервере управления связи, другая распределена между районными серверами).

6. Возможно практически неограниченное масштабирование системы.

2.3 Выбор операционной системы

В данное время на рынке операционных систем широко представлены несколько продуктов:

• UNIX-системы

• Системы семейства Novell NetWare

• Системы на основе Windows NT

К достоинствам систем UNIX (Solaris, AIX, Linux, BSD UNIX, UNIX System V) относится вытесняющая многозадачность, стабильность, высокая производительность, поддержка мультипроцессорных систем и систем с массовым параллелизмом. Эти системы представлены на рынке очень давно, что позволяет говорить об их надежности. К их недостаткам относится высокая стоимость программного и аппаратного обеспечения (большинство систем функционируют на RISC платформах). Кроме того, системы на базе UNIX сложны в администрировании и слабо стандартизованы, что затрудняет построение на их основе интегрированных решений.

Системы на основе Novell NetWare построены на основе корпоративной многозадачности, что делает практически невозможным их применение в качестве серверов приложений и баз данных. Длительная транзакция со стороны одного из клиентов сервера Novell NetWare приводит к невозможности доступа других клиентов к ресурсам сервера. Все процессы на сервере выполняются в нулевом кольце защиты процессора, таким образом ошибка в одном из них с большой вероятностью приводит к краху всей системы вплоть до потери файлов. Это приводит к невозможности выполнения пользовательских процессов на сервере. В настоящее время системы на базе Novell NetWare используются в большинстве случаев как файл-серверы.

Системы Windows NT появились на рынке достаточно давно, но широкое распространение они получили только с момента выхода версии 3.5.

В них реализована вытесняющая многозадачность, что делает эти системы хорошей основой для серверов приложений. Системы на базе Windows NT отвечают требованиям уровня безопасности C2 Министерства обороны США, что позволяет их использовать в самых ответственных приложениях. Windows NT функционирует как на платформе Intel, так и на RISC платформах, что дает возможность легко наращивать мощность системы по мере увеличения потока данных. Так как в качестве клиентских мест в системе будут использоваться компьютеры под управлений Windows 95/Windows 3.11, использование Windows NT в качестве сервера позволит создать целостную информационную систему. Следует учитывать также и наличие достаточно большого количества программистов, имеющих опыт работы с Windows 95, которые могут после дополнительной подготовки разрабатывать серверные части приложений под управлением Windows NT.

Учитывая тенденции развития рынка операционных систем в качестве платформы для реализации информационной системы выбрана Windows NT 4.0.

2.4 Выбор сервера баз данных

Основные требования, предъявляемые к серверу баз данных таковы:

• Хорошая масштабируемость

• Высокая производительность

• Легкость в администрировании

• Наличие мощных инструментов для разработки приложений

• Низкая цена рабочего места

В настоящее время на рынке серверов баз данных представлено множество систем. Среди них Oracle, Informix, Sybase, Open Ingres, IBM DB2, Borland InterBase, Microsoft SQL Server и др.

Одна из особенностей поставленной задачи - установка серверов баз данных в районах Республики Мордовия. При этом особую роль играет отсутствие в местах установки серверов квалифицированных администраторов, способных управлять базой данных. Таким образом, одним из основных требований к серверу баз данных наряду с высокой производительностью и хорошей масштабируемостью является простота администрирования. Кроме того, сервер должен поддерживать распределенные базы данных.

Исходя из сравнительных характеристик данных серверов баз данных в качестве платформы для реализации корпоративной информационной системы был выбран сервер Borland InterBase 4.0 для Windows NT.

Borland InterBase Workgroup Server - сервер реляционных баз данных, оптимизированный для реализации технологии upsizing (укрупнения) многопользовательских приложений.

Версия InterBase 4.0 - сервера, традиционно доступного на всех основных UNIX-платформах (IBM, Sun, HP), оптимизирована для использования на Novell NetWare и Windows NT и обладает рядом функций, обязательных для современного SQL-сервера баз данных. К таким функциям относятся наличие хранимых процедур, расширенная поддержка триггеров, декларативная ссылочная целостность и т.д. Эти функции соответствуют стандарту ANSI/ISO SQL92 или, где возможно, проекту SQL3.

Важной особенностью InterBase является поддержка технологии C/S Express. Это особенно полезно при использовании InterBase 4.0 в качестве upsizing средства, т.к. позволяет сохранить привычную навигационную нотацию файл-серверной модели при переходе к архитектуре C/S.

Возможность обеспечивать как навигационный, так и SQL доступ к данным, является уникальной и делает InterBase 4.0, привлекательным средством для построения информационных систем различного масштаба - от небольшой рабочей группы до целого предприятия.

Borland InterBase Workgroup Server обладает рядом свойств, позволяющих решать задачи оперативной обработки транзакций и обеспечивать режим поддержки принятия решений. Среди таких свойств важнейшими являются технология многоверсионности (Versioning Engine), поддержка распределенных баз данных и наличие нестандартных типов данных.

Технология многоверсионности ядра обеспечивает бесконфликтный доступ к данным за счет ведения нескольких поколений записей. Когда транзакция модифицирует запись, InterBase создает новую запись. Во многих случаях новая запись представляет собой компактную запись изменений. InterBase связывает все такие записи и образует многоверсионную запись. Когда транзакция стартует, ей доступна наиболее поздняя версия записи, созданная завершенной транзакцией.

Если в процессе работы длинной транзакции, такой как получение архивной копии базы данных, будут внесены изменения в базу данных, это не нарушит целостный вид архивной копии, так как эта транзакция имеет дело с предыдущей версией записи. Таким образом, транзакция по чтению никогда не конфликтует с транзакцией по записи.

Побочным эффектом такой архитектуры является повышенная готовность системы, т.к. в случае аппаратных сбоев осуществляется откат к предыдущему состоянию с отменой незавершенных транзакций и результата их работы по обновлению базы данных.

Предыдущие версии записей ведутся до тех пор, пока существует активная транзакция, начавшаяся до момента модификации данной версии. Версии записи, более старые, чем самая старая активная транзакция, удаляются из системы следующей транзакцией с освобождением занимаемых системных ресурсов.

Технология построения InterBase позволяет создавать распределенные базы данных и обеспечивает возможность для приложения-клиента открыть необходимое количество БД, что обеспечивается механизмом двухфазной фиксации транзакций (two-phase commit).

Помимо общепринятых типов данных, таких как алфавитно-цифровая информация, даты и т.д., InterBase обладает возможностью работы с неструктурированными данными, сохраняя их в виде объектов типа BLOB (Binary Large Objects - большие двоичные объекты). В виде BLOB может быть сохранена любая двоичная информация: изображения, оцифрованный звук, исполняемые модули программ. Особенностью реализации BLOB в InterBase является сегментированный доступ к ним, что позволяет увеличить производительность прикладных систем.

Другим нетрадиционным типом данных, допустимым в InterBase, является многомерный массив. В InterBase в качестве поля записи может быть сохранен массив произвольных данных (кроме BLOB) с размерностью от 1 до 16. Наличие такого типа данных позволяет эффективно строить приложения, работающие в финансовой, промышленной и научно-исследовательской области.

InterBase предлагает разработчику прикладных систем ряд возможностей по реализации активных функций ядра. Это позволяет перенести часть приложения с компьютера - клиента на сервер, что повышает производительность и облегчает сопровождение прикладных систем

Декларативная целостность обеспечивает непротиворечивость данных на сервере. В отличие от реализации целостности с помощью триггеров декларативная целостность проще в применении и отладке. Существуют четыре категории средств обеспечения декларативной целостности:

• Unique and Primary Key (уникальный первичный ключ) - гарантирует уникальность значения ключевого поля записи;

• Referential Integrity (ссылочная целостность) - гарантирует соответствие значения ключевого поля записи подчиненной таблицы значению ключевого поля в главной таблице;

• Check Constraint (ограничение допустимости) - гарантирует, что правило допустимости, связанное с данным ограничением, истинно для каждой записи в таблице;

• Domain (домен) - позволяет создать новые подтипы с описанием допустимых значений и значений по умолчанию.

• Хранимые процедуры - хранимые процедуры InterBase соответствуют проекту ANSI/ISO SQL 3. В хранимых процедурах допустимы конструкции begin....end, if...then...else, while, for, when и т. д. Внутри хранимых процедур может быть предусмотрена обработка исключений. Исключения затем могут быть обработаны, используя оператор WHEN. Хранимые процедуры могут быть вложенными, а также рекурсивными, т.е. вызывать сами себя.

Триггеры - В InterBase возможно явное указание порядка выполнения триггеров, если триггерное условие выполняется для нескольких триггеров одновременно.

Сигнализаторы событий. InterBase полностью поддерживает механизм оповещения о событиях в базе данных.

PC-клиенты подключаются к InterBase 4.0 с помощью технологии интегрированного интерфейса к базам данных (Integrated Database Application Programming Interface - IDAPI) фирмы Borland, которая является общей технологией промежуточного уровня, используемой в таких программных продуктах Borland, как Paradox и dBASE. Сегодня IDAPI поддерживает связь c dBASE и Paradox через ориентированный на интерактивную работу интерфейс, а подключение к InterBase, Oracle и Sybase - через ориентированный на работу с наборами интерфейс SQL (Borland SQL Link).