Организация взаимодействия между серверами

Выбор модели распределенной базы данных

 

       Так как для обмена данными между серверами предполагается использовать медленные асинхронные каналы связи, а также учитывая большое количество серверов в данной информационной системе использован механизм репликации данных. Недостатки этого механизма, такие как задержка синхронизации различных копий данных, для данной системы играют малую роль.

Модель взаимодействия

 

Для организации репликации данных и удаленного администрирования серверов в районах необходимо предусмотреть средства взаимодействия между серверами. При анализе процесса взаимодействия серверов можно выделить следующие компоненты системы:

· Процесс-клиент (сервер 1)

· Среда передачи данных

· Процесс-сервер (сервер 2)

 

       В этой схеме в каждый конкретный момент времени в качестве клиента выступает один из взаимодействующих серверов. Таким образом, на каждом из серверов в любой момент времени должен быть запущен процесс, отвечающий за взаимодействие с удаленным узлом сети. В Windows NT в качестве такого процесса может выступать специально разработанный сервис операционной системы (system service). Он должен «уметь» обслуживать подключения удаленных клиентов, а также при необходимости сам выступать в роли клиента. Кроме того, на него можно возложить функции удаленного администрирования и резервного копирования данных.

       Для организации обмена информацией в общем случае необходимо разработать протокол этого обмена, что само по себе является достаточно сложной задачей. Кроме того, необходимо реализовать поддержку сервисом различных транспортных протоколов (TCP/IP, NetBIOS, IPX/SPX), что выливается в многократное дублирование программного кода. Для решения этой задачи использован слой вызова удаленных процедур Microsoft RPC (Microsoft Remote Procedure Call).

 

Использование слоя RPC для распределенной обработки данных на платформе Windows NT

 

       В соответствие с моделью RPC любой сервер может рассматриваться как сервер вычислений, т.е. он может предоставлять свои вычислительные мощности клиентам. Рабочая станция может послать запрос серверу на выполнение определенных вычислений и возврат результатов. Используя RPC, клиент не только использует файлы и принтеры сервера, но и разделяет его центральный процессор с другими компьютерами в сети.

       Слой Microsoft RPC - только часть стандарта среды для распределенных вычислений, названной OSF (Open Software Foundation), разработанной группой компаний для определения компонентов сетевой среды, которая поддерживает распределенные вычисления.

Компоненты Microsoft RPC

 

Microsoft RPC включает следующие основные компоненты:

 

· Компилятор MIDL (Microsoft IDL)

· Библиотеки времени выполнения и заголовочные файлы.

· Модули транспортного интерфейса

· Сервис разрешения имен

· Сервис поддержки конечной точки

 

       В модели PRC можно формально определить интерфейс для удаленной процедуры, используя язык, специально разработанный для этой цели. Этот язык – IDL (Interface Definition Language - язык определения интерфейсов). Диалект языка, реалиçованный фирмой Microsoft, назван MIDL (Microsoft IDL).

       После создания интерфейса его описание обрабатывается компилятором MIDL. MIDL компилятор генерирует «заглушки» (stubs), которые транслируют вызовы локальных процедур в вызовы процедур, находящихся на сервере. «Заглушка» -- это процедура-заполнитель, которая делает вызовы библиотечных функций RPC для управления вызовами удаленных процедур. Применение заглушек обеспечивает прозрачность сетевого уровня для распределенных приложений. Клиентская программа вызывает их как локальные процедуры, весь код, который передает данные по сети и принимает результаты, генерируется MIDL компилятором и невидим для разработчика.

 

Механизм работы RPC

 

       RPC позволяет клиенту напрямую вызывать процедуры, находящиеся в программе на удаленном сервере. Клиент и сервер имеют различные адресные пространства; так, каждый имеет свою собственную память, в которой распределены данные, используемые процедурами. Следующий рисунок иллюстрирует архитектуру RPC:

 

 

Рис.2.3. Механизм работы RPC.

 

       Как показано на рис.2.3, клиентское приложение вызывает локальную заглушку вместо кода, непосредственно реализующего необходимую процедуру. Заглушка компилируется и линкуется с клиентским приложением. Заглушка клиента выполняет следующие действия:

 

· Запрашивает необходимые параметры из адресного пространства клиента

· Переводит параметры в стандартную форму представления данных в сети (NDR - standard network data representation)

· Вызывает необходимые функции из библиотеки времени выполнения RPC для отсылки запроса с параметрами на сервер.

 

Заглушка сервера выполняет следующие шаги:

 

· Библиотека времени выполнения RPC принимает запрос и вызывает процедуру заглушки сервера

· Заглушка сервера принимает параметра из буфера и конвертирует их из формата NDR в формат, процедуры сервера.

· Заглушка вызывает необходимую процедуру на сервере.

 

Удаленная процедура выполняется, генерирует выходные параметры и возвращаемое значение. Когда процедура завершена, следующие шаги возвращают данные клиенту:

 

· Удаленная процедура возвращает данные заглушке сервера

· Заглушка сервера конвертирует возвращаемые параметры в формат NDR и возвращает их функции библиотеки времени выполнения RPC

· Библиотечные функции передают данные через сеть на клиентский компьютер

 

Клиент завершает процесс принятием данных из сети и их возвратом вызывающей функции:

 

· Клиентская библиотека времени выполнения RPC принимает значения, возвращаемые удаленной процедурой и возвращает их заглушке

· Заглушка клиента конвертирует данные из формата NDR в формат, используемый клиентским приложением

· Приложение клиента продолжает свою работу.

 

Для Microsoft Windows и Windows NT библиотеки времени выполнения используются двумя путями: как статическая библиотека, линкуемая в приложение; и библиотека, реализованная как DLL.

       Серверное приложение содержит вызовы библиотеки времени выполнения сервера, которая регистрирует интерфейсы сервера и позволяет серверу принимать вызовы удаленных процедур. Серверное приложение также содержит специфичные для каждого приложения процедуры, которые вызываются с клиента.

       Таким образом, реализовав коммуникационный сервис на базе слоя RPC, можно существенно сэкономить время на разработке протоколов обмена информацией, а также получить систему, работающую по любым транспортным протоколам.