Трехуровневая клиент-серверная архитектура

Для решения этих проблем и была предложена так называемая 3-х уровневая архитектура клиент-сервер (рис.1.9). Основным ее отличием от архитектуры 2.5 является физическое разделение программ, отвечающих за хранение данных (СУБД) от обрабатывающих эти данные программ (сервер приложения (СП). Такое разделение программных компонент позволяет оптимизировать нагрузки как на сетевое, так и на вычислительное оборудование комплекса.

Рисунок 1.9 – Схема трехуровневой архитектуры ИС

Компоненты трехуровневой архитектуры, с точки зрения программного обеспечения реализуют определенные серверы БД, web-серверы и браузеры. Место любого из этих компонентов может занять программное обеспечение любого производителя. Модель сервера приложений показана на рис.1.10.

Ниже представлено описание взаимодействия компонентов трехуровневой архитектуры клиент-серверного приложения. Сервер БД представлен MySQL-сервером; сервер приложений технологиями: ADO.NET, ASP.NET и web-сервером IIS; роль клиента выполняет любой web-браузер.

Схематично работу системы можно представить в виде последовательности: Браузер клиента 1-> Сервер IIS 2-> Исполняющая среда ASP.NET 2.0 3-> Провайдер данных ADO.NET 2.0 4-> Сервер MySQL 5-> Провайдер данных ADO.NET 2.0 6-> Исполняющая среда ASP.NET 2.0 7-> Сервер IIS 8-> Браузер клиента.

Более детально функционирование системы происходит следующим образом.

1 — браузер клиента отправляет HTTP-запрос;

2 — на стороне сервера служба Web Internet Information Server (web-сервер IIS) определяет тип запрашиваемого ресурса, и для случая запроса *.aspx (расширение файлов страниц ASP.NET) загружает соответствующее ему (запросу) расширение Internet Server Aplication Programming Interface (ISAPI). Для страниц aspx это расширение isapi_aspnet.dll. IIS также осуществляет идентификацию и авторизацию пользователя от которого поступил запрос. В свою очередь расширение isapi_aspnet.dll загружает фабрику обработчиков ASP.NET. Далее, фабрика обработчиков создает объектную модель запрашиваемой страницы и обрабатывает действия пользователя.

3 — в ходе генерации ответа приложению ASP.NET может потребоваться обращение к БД, в этом случае используя библиотеки классов провайдера данных ADO.NET 2.0, выполняющая среда обращается к серверу БД;

4 — провайдер данных ADO.NET 2.0 передает запрос на операцию с БД серверу MySQL;

Рис.1.10 – Модель сервера приложений трехуровневой ИС

5 — сервер MySQL осуществляет обработку запроса, выполняя соответствующие операции с БД;

6 — провайдер данных ADO.NET 2.0 передает результаты запроса объекту страницы;

7 — объект страницы с учетом полученных данных осуществляет визуализацию (рендеринг) графического интерфейса страницы и направляет результаты в выходной поток;

8 — сервер IIS отправляет содержимое сгенерированной страницы клиентскому браузеру.

Преимуществом трехуровневой архитектуры является:

1. Меньшая нагрузка на клиентское приложение («Тонкий клиент»).

2. Между клиентской программой и сервером приложения передается лишь минимально необходимый поток данных - аргументы вызываемых функций и возвращаемые от них значения. Это теоретический предел эффективности использования линий связи, даже работа с ANSI-терминалами (не говоря уже об использование протокола http) требует большей нагрузки на сеть.

3. Сервер приложения ИС может быть запущен в одном или нескольких экземплярах на одном или нескольких компьютерах, что позволяет использовать вычислительные мощности организации столь эффективно и безопасно как этого пожелает администратор ИС.

4. Дешевый трафик между сервером приложений и СУБД. Трафик между сервером приложений и СУБД может быть большим, однако это всегда трафик локальной сети, а их пропускная способность достаточно велика и дешева. В крайнем случае, всегда можно запустить сервер приложений и СУБД на одной машине, что автоматически сведет сетевой трафик к нулю.

5. Снижение нагрузки на сервер данных по сравнению с 2.5-слойной схемой, а значит и повышение скорости работы системы в целом.

6. Дешевле наращивать функциональность и обновлять ПО.

К недостаткам архитектуры можно отнести более высокие расходы на администрирование и обслуживание серверной части.

Масштабируемость систем выполненных по трехуровневой архитектуре очень высокая. Одна и та же система может работать как на одном отдельно стоящем компьютере, выполняя на нем программы СУБД, сервера приложений и клиентской части, так и в сети, состоящей из сотен и тысяч машин.

Важным фактором в трехуровневой архитектуре является возможность расширение ее функциональной наполненности. Для расширения функциональности не обязательно менять всю систему как в случае 2.5-уровневой архитектуры, а достаточно установить новый сервер приложения с требуемой функцией. Отпадают и многие проблемы связанные с переустановкой клиентских частей программы на множестве компьютеров, быть может весьма удаленных, столь актуальные для 2-уровневой схемы - парадигма "тонкого" клиента предоставляет для этого целый ряд возможностей.