Архитектура распределенных систем программного обеспечения. Учебное пособие издано при поддержке образовательной программы Формирование
 Скачать 1 Mb.
|
Введение в распределенные системы программного обеспечения 1Основныесвойствараспределенныхсистем Большая часть проблем, которые решаются использованием распределенных систем программного обеспечения, так же, как и ограничений, с которыми это использование постоянно сталкивается, могут быть поняты при рассмотрении процесса эволюционного развития методов распределенной обработки информации. Необходимо осознавать, что, несмотря на то, что сама технология работы программистов и пользователей их программ изменилась, проблемы остаются теми же самыми, что были и в прошлом. Изучение различных методов программной поддержки работы распределенных систем будет вестись в некотором хронологическом порядке от первых систем, основанных непосредственно на методе удаленного вызова процедур, до наиболее современных форм системной поддержки – сетевых служб. Распределенная система – это набор независимых компьютеров, представляющихся их пользователям единой объединенной системой (определение вольное, но пригодное). От пользователей скрыты различия между компьютерами и способы связи между ними (от пользователя скрыто даже то, что компьютер, вообще, может быть всего один, во всяком случае компьютеры распределенной системы автономны). Пользователи и приложения единообразно работают в распределенных системах, независимо от того, где и когда происходит их взаимодействие. Вычислительная система, состоящая из множества различных вычислительных машин, на которых установлено самое разное программное обеспечение, может называться распределенной системой только в том случае, если для своих пользователей она выглядит и ведет себя как классическая однопроцессорная система с разделением времени. Чтобы поддерживать представление различных компьютеров и вычислительных сетей в виде единой системы, организация распределенных систем часто включает в себя дополнительный уровень программного обеспечения. Этот уровень называется уровнем системной поддержки (middleware). Основная задача распределенных систем программного обеспечения – облегчить их пользователям доступ к удаленным ресурсам, а также контролировать совместное использование этих ресурсов. Ресурсы могут быть виртуальными, но могут быть и традиционными – компьютерами, принтерами, устройствами хранения файлов, файлами и данными. 1Настоящееучебноепособиеизданоприподдержкеобразовательнойпрограммы "Формирование системы инновационного образования в МГУ". Основные требования к распределенным системамВ качестве основного требования к распределенным системам предъявляется достижение их прозрачности, открытости и масштабируемости. ПрозрачностьРаспределенная система должна скрывать разницу в способах представления данных и в способах доступа к ресурсам. Такое свойство распределенных систем называется прозрачностью доступа к данным. Распределенная система должна обеспечивать прозрачность местоположения ресурса, то есть скрывать его физическое расположение. Важно, чтобы ресурсы имели только логические имена. Примером такого имени может служить универсальный указатель ресурса URL, в котором нет никакой информации о том, где находится файл, который ищется в Интернете. Ресурс может время от времени менять свое расположение, и при следующем вызове может быть обнаружен в другом месте (но по тому же логическому адресу). Распределенная система, позволяющая ресурсам менять свое расположение от вызова к вызову, обладает свойством прозрачности смены местоположения ресурса (пример – система ICQ). Иногда ресурсу было позволено менять свое положение непосредственно в процессе его использования (пример такого ресурса – мобильные пользователи с беспроводной связью, не отключающиеся от сети при переходе в другую зону обслуживания). Это более сильное свойство называется прозрачностью динамической смены местоположения ресурса. Для балансировки использования ресурсов они могут быть реплицированы, то есть, размножены по нескольким физическим адресам. Прозрачность репликации скрывает это. Из наличия этого свойства сразу следует и прозрачность местоположения. Часто совместное использование ресурсов достигается за счет действительно совместной работы и тесного взаимодействия пользователей системы. Однако пользователь распределенной системы не должен знать, что он является не единственным ее пользователем. Например, при работе с системой управления базой данных (СУБД) пославший запрос пользователь не должен знать, что одновременно СУБД получает и обрабатывает запросы многих других пользователей. Такое прозрачное параллельное использование должно быть непротиворечивым, для чего составляются специальные правила блокировок, когда пользователи поочередно получают исключительные права на ресурс. Этой же цели достигают с помощью отправки транзакций. В распределенной системе должны быть приняты меры, чтобы часть аппаратуры брала на себя выполнение работы в случае выхода из строя другой части системы. Основная трудность достижения прозрачности поломки в том, чтобы отличить по-настоящему сломанные части от медленно работающих фрагментов системы. Данные могут размещаться на различных физических носителях, в том числе таких, которые могут сохранять их значения в период выключения системы. Действия системы, обладающей свойством прозрачности сохранности данных, при обработке таких объектов должны быть скрыты от пользователя. Сохранность важна для любых информационных систем, не только распределенных. Существуют ситуации, когда полностью скрыть распределенность (то есть достичь абсолютной прозрачности) не удается. При сильной удаленности узлов системы друга от друга возникают заметные задержки передачи информации. Существует проблема часовых поясов. Существует связь между прозрачностью и производительностью распределенной системы. Необходимо соблюдать баланс этих системных свойств. |