Руководство администратора баз данных Inrformix. - Виктор Кустов

1.2 Понятие архитектуры клиент-сервер.

В подавляющем большинстве случаев локальная сеть используется для коллективного доступа к базам данных.

Существует два подхода к организации коллективного доступа данным.

Первый подход заключается в том , что файлы данных располагают на дисках файл сервера и все рабочие станции получают к нему доступ. Этот подход носит название архитектура "файл-сервер". Если файлы данных расположены на сервере ( в данном случае сервер называется "файл-сервер" ) , с ними одновременно работают несколько программ , запущенных на рабочих станциях. При этом программы должны сами следить за тем , чтобы изменяемые записи базы данных блокировались для записи и чтения со стороны других программ во время изменений. Данный метод имеет существенный недостаток: файл-сервер не обеспечивает достаточную производительность при большом количестве рабочих станций.

Второй подход носит название архитектура "клиент-сервер".

Определения:

Клиент - Рабочая станция для одного пользователя, обеспечивающая режим регистрации и др. необходимые на его рабочем месте функции вычисления, коммуникацию, доступ к базам данных и др.

Сервер - один или несколько многопользовательских процессоров с единым полем памяти, который в соответствии с потребностями пользователя обеспечивает им функции вычисления, коммуникации и доступа к базам данных.

Обработка Клиент - Сервер - среда, в которой обработка приложений распределена между клиентом и сервером. Нередко в обработке участвуют машины разных типов, причем клиент и сервер общаются между собой с помощью фиксированного множества стандартных протоколов обмена и процедур обращения к удаленным платформам.

СУБД с персональных ЭВМ ( такие, как Clipper, DBase, FoxPro, Paradox, Clarion имеют сетевые версии, которые просто совместно используют файлы баз данных тех же форматов для ПК, осуществляя при этом сетевые блокировки для разграничения доступа к таблицам и записям. При этом вся работа осуществляется на ПК. Сервер используется просто как общий удаленный диск большой емкости. Такой способ работы приводит к риску потери данных при аппаратных сбоях.

По сравнению с такими системами системы , построенные в архитектуре Клиент - Сервер, имеют следующие преимущества:

1. позволяют увеличить размер и сложность программ, выполняемых на рабочей станции;

2. обеспечивает перенесение наиболее трудоемких операций на сервер, являющийся машиной большей вычислительной мощности;

3. уменьшает до минимума возможность потери содержащейся в БД информации за счет применения имеющихся на сервере внутренних механизмов защиты данных , таких , как , например системы трассировки транзакций, откат после сбоя, средства обеспечения целостности данных;

4. в несколько раз уменьшает объем информации, передаваемый по сети.

2. Теоретические основы СУБД сервера Informix OnLine v.7.X

2.1 СУБД сервер Informix.

Работы над системой управления базами данных Informix были начаты в 1980 г. Согласно начальному замыслу программный комплекс Informix рассматривался как СУБД, специально ориентированная для работы в среде ОС UNIX. Для организации хранения данных был выбран реляционный подход. С тех пор Informix стал одной из основных СУБД, работающих в среде UNIX.

Сейчас продукты Informix уже установлены практически на всех UNIX-компьютерах. Среди всех ОЕМ фирма выбрала шесть стратегических партнеров. Это: Sequent, HP, SUN, IBM, Siemens Nixdorf, NCR. Портирование продуктов фирмы на производимые стратегическими партнерами платформы производится в первую очередь. Практически это означает, что при появлении на рынке новой платформы или новой версии операционной системы для платформы уже имеется соответствующая версия продуктов Informix.

Среди не UNIX платформ Informix поддерживает NetWare, Windows, Windows NT и DOS.

Фирма Informix объявила и поддерживает программу InSync. Программа объединяет независимых разработчиков программного обеспечения. В рамках этой программы созданы программные интерфейсы для связи с СУБД других производителей, в частности СУБД, функционирующие на не UNIX-платформах.

2.1.1 Описание продуктов Informix

Продукты Informix содержат серверы баз данных, средства разработки и отладки, коммуникационные средства. Характерной особенностью Informix является наличие нескольких типов серверов, подробнее о них будет сказано ниже.

Начиная с версии 4.0 фирма Informix поставляет сервер базы данных OnLine, который поддерживает аппарат распределенных транзакций (технология OLTP - on-line transaction processing), что позволяет по-новому подходить к созданию баз данных с очень большим объемом хранимой информации.

Кроме того, в Informix-OnLine включен новый тип данных - битовые поля (BLOB - binary large objects). Битовые поля могут использоваться для мультимедийных приложений (хранение изображений и звука).

2.1.2 Типовые конфигурации

В основе систем, разработанных на основе СУБД Informix, лежит принцип архитектуры "клиент-сервер". Клиент - это пользовательская прикладная программа, обеспечивающая взаимодействие (интерфейс) базы данных с пользователем. Всю работу, связанную с доступом и модификацией базы данных, выполняет сервер базы данных (БД-сервер).

Сервер базы данных (database engine), он же ядро базы данных - это отдельная программа, выполняемая как отдельный процесс. Сервер передает выбранную из базы информацию по каналу клиенту. Именно сервер работает с данными, заботится об их размещении на диске. Технологию "клиент-сервер" со стороны сервера обеспечивают модули Informix-SE, Informix-Online или Informix OnLine-Dynamic Server.

Informix-SE представляет собой сервер базы данных, предназначенный для обеспечения работы в системах с малым или средним объемом информации.

Хранение данных в этом случае осуществляется в файловой системе операционной системы, что значительно упрощает разработку и эксплуатацию приложений.

Клиенты и серверы могут находиться на одном компьютере, либо на нескольких, связанных между собой сетью. Подобное разделение функций дает высокую производительность и максимальную гибкость. Для обеспечения отношений связи типа "клиент-сервер" между различными компьютерами со стороны сервера применяется модуль Informix-NET.

Informix-OnLine - это сервер второго поколения, обеспечивающий технологию распределенных транзакций (OLTP - on-line transaction processing). Технология распределенных транзакций позволяет выполнять запросы в распределенной базе данных, физически находящихся на различных компьютерах. По сравнению с Informix-SE сервер Informix-OnLine имеет специальный тип данных - битовые поля (BLOB - Binary Large Objects), символьные строки переменной длины, буферизацию транзакций, зеркальный диск, автоматическое восстановление после системных сбоев, большую скорость (в 2-4 раза).

Модуль Informix-Star является средством поддержки работы с распределенными базами данных. Посредством модуля InformixStar осуществляется оперативная обработка транзакций.

Работа сервера Informix заключается в запуске специальной программы (SQLEXEC для Informix-SE и SQLTURBO для Informix-OnLine), которая обеспечивает работу всех SQL-операторов. Для каждого клиента запускается процесс операционной системы, использующий эту программу. В случае, если клиент прервал работу, но не вышел из своей задачи, то его процесс занимает ресурсы системы, снижая ее производительность.

Одним из последних достижений фирмы стал выпуск нового сервера базы данных OnLine Dynamic Server, которой входит в состав системы начиная с версии 6.0. Этот продукт основан на так называемой Динамической Масштабируемой Архитектуре (Dynamically Scalable Architecture - DSA), которая специально ориентирована на работу с многопроцессорными системами.

OnLine Dynamic Server обеспечивает повышение производительности за счет гибкости использования ресурсов СУБД, использование многопоточной архитектуры. Фактически OnLine Dynamic Server берет на себя многие связанные с распределением ресурсов функции операционной системы. В результате уменьшается нагрузка на операционную системы, что в конечном счете приводит к росту производительности.

Для обслуживания клиентов запускаются "виртуальные процессоры" - процессы операционной системы, которые устанавливают связь между клиентом и ядром Informix. Связь устанавливается с помощью специальных "нитей" (thread), которые активизируются только если клиент активен и обращается к серверу базы данных. В случае, если клиент неактивен, "нить" может обслуживать других клиентов.

Число виртуальных процессоров определяет администратор базы данных, исходя из реальных ресурсов вычислительной системы и сети клиентов. Если вычислительная система является многопроцессорной, то разные виртуальные процессоры могут обслуживаться разными реальными процессорами.