4.5. Информационные системы в Internet и intranet
Обработка информации в среде Internet существенно отличается от обработки информации в локальной сети и, тем более, на отдельном компьютере. Перечислим наиболее важные из них.
1. Большая протяженность коммуникационных линий, что сказывается на временных характеристиках обмена. Кроме того, большая удаленность лишает смысла загрузку программ с одного компьютера на другой и не позволяет выполнять пересылку больших объемов данных в реальном масштабе времени, как в сетевых СУБД локальных сетей.
2. Взаимодействие распределенных элементов ИС происходит с помощью обмена пакетами или сообщениями. Отдельные программные компоненты ИС могут быть одного или различных производителей. В последнем случае особую роль приобретает решение проблемы поддержки стандартов на сетевые протоколы и на язык SQL.
3. Сеть Internet отличает от остальных глобальных сетей то, что по масштабам она больше всех других сетей (объединяет другие сети) и принципы ее организации оказывают существенное влияние на использование в сети баз данных.
Перед рассмотрением моделей и механизмов использования БД дадим краткую характеристику Internet.
Характеристика Internet
Основными видами услуг (сервиса), предоставляемых пользователям при подключении к Internet являются:
электронная почта (E mail);
телеконференции (UseNet);
система эмуляции удаленных терминалов (TelNet);
поиск и передача двоичных файлов (FTP);
поиск и передача текстовых файлов с помощью системы меню (Gopher);
поиск и передача документов с помощью гипертекстовых ссылок (WWW или “Всемирная паутина”).
Создание и развитие этих способов связано с историей Internet. Каждый из них характеризуется своими возможностями и различием в организации протоколов обмена информацией. Под протоколом, в общем случае, понимается набор инструкций, регламентирующих работу взаимосвязанных систем или объектов в сети.
Электронная почта (E-mail) – наиболее простой и доступный способ доступа в сети Internet. Позволяет выполнять пересылку любых типов файлов (включая тексты, изображения, звуковые файлы) по адресам электронной почты в любую точку планеты за короткий промежуток времени в любое время суток. Для передачи сообщения необходимо знать электронный адрес получателя. Работа электронной почты основана на последовательной передаче информации по сети от одного почтового сервера к другому, пока сообщение не достигнет адресата. К достоинствам электронной почты относятся высокая оперативность и низкая стоимость Недостаток электронной почты состоит в ограниченности объема пересылаемых файлов.
Система телеконференций UseNet разработана как система обмена текстовой информацией. Она позволяет всем пользователям Internet участвовать в групповых дискуссиях, называемых телеконференциями, в которых обсуждаются всевозможные проблемы. Сейчас в мире насчитывается более 10 тысяч телеконференций. Информация, посылаемая в телеконференции, становится доступной любому пользователю Internet, обратившемуся в данную телеконференцию. В настоящее время телеконференции позволяют передавать файлы любых типов. Для работы с телеконференциями наиболее часто используются средства программ просмотра и редактирования Web документов.
TelNet – это протокол, позволяющий одному компьютеру использовать ресурсы другого (удаленного) компьютера. Другими словами – это протокол удаленного терминального доступа в сети.
FTP (File Transfer Protocol) – это протокол, позволяющий передавать файлы произвольного формата между двумя компьютерами сети. Программное обеспечение FTP разработано по архитектуре “клиент-сервер” и разделено на две части: серверную (FTP-сервер) и клиентскую. FTP-клиент, в общем случае, позволяет пользователям просматривать файловую систему FTP-сервера и производить с ней обмен файлами (выгружать файлы своего компьютера, загружать, переименовывать и удалять файлы удаленного компьютера) Достоинством данного протокола является возможность передачи файлов любого типа, в том числе, исполняемых программ. К недостатку протокола FTP следует отнести необходимость априорного знания местоположения отыскиваемой информации (FTP-адреса).
Протокол Gopher и реализующее его программное обеспечение предоставляют пользователям возможность работы с информационными ресурсами, не зная заранее их местонахождение. Для начала работы по этому протоколу достаточно знать адрес одного Gopher-сервера. В дальнейшем работа заключается в выборе команд, представленных в виде простых и понятных меню. При этом пункты меню одного сервера могут содержать ссылки на меню других серверов, что облегчает поиск требуемой информации в сети Internet. Во время работы с системой Gopher программа-клиент не поддерживает постоянного соединения с Gopher-сервером, что позволяет экономить сетевые ресурсы.
WWW (World Wide Web – всемирная паутина) представляет собой самое популярное и современное средство организации сетевых ресурсов. Она строится на основе гипертекстового представления информации.
Гипертекстовый документ (гипертекст) представляет собой текст, содержащий ссылки на другие фрагменты текстов произвольных документов, в том числе и этого документа. Гипертекстовый документ подготавливается на стандартизованном языке HTML (HyperText Markup Language – язык разметки гипертекста). Он состоит из страниц (web-страниц), доступ к которым основан на протоколе передачи гипертекста (HyperText Transfer Prococol, HTTP).
HTML-документ представляет собой ASCII-файл, доступный для просмотра и редактирования в любом редакторе текстов. В отличие от обычного текстового файла, в нем присутствуют специальные команды – тэги, которые указывают правила форматирования документа. С помощью тэгов описываются различные элементы документы: заголовки, абзацы (параграфы), списки, ссылки, формы и т. д.
Простейшим примером гипертекста является книга, оглавление которой содержит ссылки (внутренние) в виде номеров страниц на разделы, подразделы, пункты книги, кроме того, в книге имеются внешние ссылки на другие используемые источники информации.
Фрагмент документа может включать в себя информацию в виде обычного текста, графического изображения, звука и движущегося изображения (анимации). Гипертекст с нетекстовыми документами часто называют гипермедиа.
Важнейшим свойством гипертекста является наличие в нем ссылок на документы, размещаемые на территориально удаленных компьютерах. Документы могут создаваться и редактироваться различными людьми. Вся совокупность взаимосвязанных документов образует гигантскую “паутину”. Эта модель подобна модели окружающего нас бесконечного информационного пространства, когда нет строгой иерархии связей, а есть множество связей без начала и конца.
Работа сети Internet основана на использовании протокола TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol – Протокол управления передачей данных/Протокол Internet), который используется для передачи данных в глобальной сети и во многих локальных сетях. TCP/IP в основном реализует функции транспортного и сетевого уровней модели OSI (подраздел 4.1). Он представляет собой семейство коммуникационных протоколов, которые по назначению можно разделить на следующие группы:
транспортные протоколы, служащие для управления передачей данных между двумя компьютерами;
протоколы маршрутизации, обрабатывающие адресацию данных и определяющие кратчайшие доступные пути к адресату;
протоколы поддержки сетевого адреса, предназначенные для идентификации компьютера по его уникальному номеру или имени;
прикладные протоколы, обеспечивающие получение доступа к всевозможным сетевым услугам;
шлюзовые протоколы, помогающие передавать по сети сообщения о маршрутизации и информацию о состоянии сети, а также обрабатывать данные для локальных сетей;
другие протоколы, не относящиеся к указанным категориям, но обеспечивающие клиенту удобство работы в сети.
Доступ пользователей к ресурсам Internet обычно производится с помощью программ-навигаторов, или броузеров (от англ. browser). В настоящее время к числу наиболее популярных программ этого класса относятся следующие: Netscape Navigator/Communicator (Netscape) и MS Explorer (Microsoft). Хотя эти программы основаны на использовании протокола HTTP, они предоставляют простой доступ к другим сервисам Internet: электронной почте, новостям и т. д.
Броузер, обеспечивая доступ пользователя к ресурсам сети, по существу, является программой-клиентом (или Web-клиентом). Программой, предоставляющей информационные ресурсы, является Web-сервер. Именно он осуществляет основную работу по сбору и получению информации из разных источников, после чего в стандартном виде предоставляет ее Web-клиенту. Рассмотрим организацию выбора информации для пользователя, если она находится в базах данных.
Базы данных в Internet и intranet
Технология intranet по существу представляет собой технологию Internet, перенесенную в среду корпоративных ИС. Архитектура информационных систем в Internet и intranet является рельтатом эволюционного перехода от первых многопользовательских централизованных вычислительных систем (мэйнфреймов) через системы типа клиент-сервер к распределенным системам с централизованной обработкой и подготовкой информации к непосредственному потреблению. Рассмотрим кратко указанные этапы эволюции.
1. В мэйнфреймах (Рис. 0 .39) вычислительные ресурсы, хранимые данные и программы обработки информации сконцентрированы в одной ЭВМ. Основным средством доступа был алфавитно-цифровой терминал (дисплей), управляемый ЭВМ. Вся обработка информации и подготовка ее к выдаче выполнялись на центральной ЭВМ. С терминалов, как правило, в машину передавались коды нажатия клавиш или содержимое буфера экрана, а обратно на терминал – пересылались отображаемые экраны с соответствующими кодами управления отображением.
Рис. 0.39. Централизованная многопользовательская система
Достоинством системы является простота администрирования, защиты информации и модификации системы, к недостаткам можно отнести высокую загрузку процессоров и линий связи (как следствие – невысокую реакцию системы при большом количестве пользователей), низкую надежность (выход из строя ЭВМ приводит к полному отказу всей системы), сложность масштабирования системы и некоторые другие.
2. Исторически следующим решением в области информационных систем была архитектура клиент-сервер (Рис. 0 .40).
Рис. 0.40. Системы типа клиент-сервер
В этих системах место терминала заняла ПЭВМ, а мэйнфрейма – компьютер-сервер. Ранее мы рассматривали спектр моделей подобных систем с различным распределением функций между компонентами. Если не брать во внимание модель “распределенного представления” (по сути повторяет модель централизованной многопользовательской системы), то можно заключить, что системы типа клиент-сервер имеют следующие достоинства: высокая живучесть и надежность, легкость масштабирования, качественный пользовательский интерфейс, возможность одновременной работы с несколькими приложениями, высокие характеристики оперативности обработки информации.
Основным недостатком клиент-серверных систем является то, что они ориентированы на данные, а не на информацию. Это требует от пользователя знания не только предметной области, а и специфики используемой прикладной программы.
Существенным недостатком можно считать также сложность переноса таких систем на другие компьютерные платформы и интеграцию с другими пакетами из-за “закрытости” используемых протоколов взаимодействия компонентов систем.
Еще один недостаток заключается в сложности администрирования системы и ее уязвимости при непредсказуемых или злонамеренных действиях пользователя или компьютерных вирусов.
3. Корпоративные системы intranet, в отличие от систем клиент-сервер, ориентированы не на данные, а на информацию в ее окончательном и пригодном для использования неквалифицированным пользователем виде (Рис. 0 .41).
Рис. 0.41. Системы, поставляющие информацию
Новые системы объединяют в себе преимущества централизованных многопользовательских систем и систем типа клиент-сервер. Им присущи следующие черты:
на сервере порождается информация, пригодная для использования, а не данные (например, в случае СУБД – записи БД);
при обмене между клиентской и серверной частями используется протокол открытого стандарта, а не какой-то конкретной фирмы;
прикладная система находится на сервере, и поэтому для работы пользователя на компьютере-клиенте достаточно иметь программу-навигатор (могут быть и другие решения, когда часть обработки производится на компьютере-клиенте).
В случае, когда источником информации в Internet и intranet являются БД, имеет место взаимодействие компонентов WWW и традиционных СУБД. Различают два следующих варианта функционирования программного обеспечения WWW по доступу к БД: на стороне Web-сервера (Рис. 0 .42 а) и на стороне Web-клиента (Рис. 0 .42 б).
Рис. 0.42. Модели доступа к базе данных в Internet
В модели доступа к БД на стороне сервера обращение к серверу БД обычно производится путем вызова программами Web-сервера внешних по отношению к ним программ в соответствии с соглашениями одного из интерфейсов: CGI (Common Gateway Interface – общий шлюзовый интерфейс), FastCGI или API (Application Program Interface – интерфейс прикладного программирования).
Внешние программы взаимодействуют с сервером БД на языке SQL, непосредственно обращаясь к конкретному серверу или используя драйвер ODBC (см. подраздел 9.3).
Внешние программы пишутся на обычных языках программирования типа Си, Си++ и Паскаль или специализированных языках типа Perl или PHP. Программы, разработанные в соответствии с интерфейсом CGI, называются CGI-сценариями или CGI-скриптами.
Для поддержки этого механизма на стороне клиента в языке HTML имеется средство включения в документ форм (тэг |
