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  • 什么是分布式应用系统

    千次阅读 2010-07-19 10:32:00
    随着规模的不断扩大和业务的不断更新,企业迫切需求完整的分布式解决方案,用于管理复杂的异构环境,实现不同硬件设备、软件系统、网络环境及数据库系统之间的完整集成。 <br /> 纵观人类计算机的发展历史,...

    在信息产业高速发展的今天,企业间的竞争将更加激烈。随着规模的不断扩大和业务的不断更新,企业迫切需求完整的分布式解决方案,用于管理复杂的异构环境,实现不同硬件设备、软件系统、网络环境及数据库系统之间的完整集成。
      
       纵观人类计算机的发展历史,每隔十年至十五年,信息产业就会发生周期性的变革, 1950 年至 1970 年期间,企业主要采用大型主机-终端的体系结构,企业应用系统则采用单一、集中的方式为用户提供资源共享服务。 80 年代初期,开放系统与关系型数据库管理系统被企业大量采用,有别于集中式系统,应用程序逻辑分散在主从两端。随着 Windows 的普及, 90 年代则是图形化的应用时代, Client/Server 体系结构也被广泛采用。 90 年代后期,信息产业出现了分布式对象技术,应用程序可以分布在不同的系统平台上,通过分布式技术实现异构平台间对象的相互通信。将企业已有系统集成于分布式系统,可以极大地提高企业应用系统的扩展性。 90 年代末出现的多层分布式应用为企业进一步简化应用系统的开发指明了方向。
      
       在传统的 Client/Server 结构中,应用程序逻辑通常分布在客户端和服务器两端,客户端发出数据资源访问请求,服务器端将结果返回客户端。 Client/Server 结构的缺陷是,当客户端数目激增时,服务器的性能将会因为无法进行负载平衡而大大下降。 而一旦应用的需求发生变化,客户端和服务器端的应用程序则都需要修改,这样给应用的维护和升级带来了极大的不便,而且大量数据的传输也增加了网络的负载。为了解决 Client/Server 存在的问题,企业只有向多层分布式应用转变。
      
       在多层分布式应用中,客户端和服务器之间可以加入一层或多层应用服务程序,这种程序称为“应用服务器” (Application Server) 。开发人员可以将企业应用的商业逻辑放在中间层服务器上,而不是客户端,从而将应用的业务逻辑与用户界面隔离开,在保证客户端功能的前提下,为用户提供一个瘦的 (thin) 界面。这意味着如果需要修改应用程序代码,则可以只在一处 ( 中间层服务器上 ) 修改,而不用修改成千上万的客户端应用程序。 从而使开发人员可以专注于应用系统核心业务逻辑的分析、设计和开发,简化了企业系统的开发、更新和升级工作,极大增强了企业应用的伸缩性和灵活性。
      
       当企业需要建立基于 Web 的商业应用系统时,多层分布式体系结构同样提供了强大优势,为基于 Web 的商业应用提供了“瘦客户”的体系结构,使基于浏览器的客户可以与 Intranet 资源进行有效交互,并且不需要在客户端进行复杂的应用配置工作。多层分布式解决方案在异构平台间架起了桥梁,可以使基于 Web 的商业应用与企业已有系统集成在一起。
      
       目前,在我国的企业中,大量采用的还是 Client/Server 体系结构,而在西方发达国家,企业由传统的应用系统向多层分布式应用系统的转变已经成为业界主流。相信在我国,多层分布式系统将得到更为广泛的应用。
      
      多层分布式应用带来的挑战
      
       尽管多层分布式体系结构为企业提供了极大优势,但比起传统的 Client/Server 方式,开发多层分布式应用具有更大的难度,给开发人员带来了新的技术挑战。主要包括了以下三个方面:
      
      1. 分布式对象标准的多样化
      
       企业要构建多层分布式系统,必须遵循分布式的工业标准,基于什么样的标准直接影响到企业应用系统的开放性和可扩展性。目前分布式对象的标准主要有三种: Microsoft 的 DCOM 、 Sun Microsystems 的 Enterprise JavaBeans/RMI 以及 OMG(Object Management Group) 组织的 CORBA(Common Object Request Broker Architecture) 。 DCOM 是基于 Windows 环境的分布式对象标准,因此支持的平台种类有限。 RMI 与 Enterprise JavaBean 是以 Java 语言为主体的分布式对象架构,适合大型企业的跨平台需求,但现实的应用系统环境一般是由多种不同的程序语言建立起来的,只依赖一种程序语言构建的企业应用是很少见的。 CORBA 是由 800 多个大型软、硬件公司参与的 OMG 组织所制定的分布式对象标准,获得 IBM 、 Sun Microsystems 、 Oracle 、 Sybase 、 Novell 、 Netscape 等大型公司的支持, CORBA 标准实现了不同平台之间对象的通信及互操作,软件供应商只要遵循应用对象与 ORB 间通信的 IDL(Interface Definition Language) ,便能够以对象的形式提供服务或获得服务, ORB 使开发人员完全不需要考虑异构平台、不同的通信协议或不同程序语言造成的差异,而专注于应用逻辑的开发。可见, CORBA 提供了开放、灵活的分布式标准,适于企业构建多层分布式应用系统。
      
      2. 多层分布式应用的开发是很复杂的
      
       如果用传统方式开发多层分布式应用,则需要开发人员具有较深的计算机系统级知识,需要掌握诸如并发性、安全性、可伸缩性及事务处理等各个方面的知识。而且需要实现对系统资源访问的有效管理,如对线程、内存、数据库连接、网络连接的管理。而这些复杂工作极大地耗费了开发人员的精力,限制了开发工作的进展。而企业应用系统的开发更多地要求开发人员专注于商业逻辑方面的开发,而不是在系统级开发上浪费更多时间。
      
      3. 分布式应用的分发、管理也是一个挑战
      
       大多数的分布式应用是由成百上千的组件组成的,而在分发时,每一个组件都有属性需要进行配置。通常,对组件属性的配置方式依赖于组件所在的平台。 因此,应用被分发后,如何管理分散的组件将是一个挑战。管理者需要确保应用的组件能够正确运行、可以位于企业网内的任何机器上,并能及时发现处理错误 ( 包括系统错误、网络中断、应用错误等情况 ) 。
      
       传统意义上的网络系统管理 ( 比如: SNMP) 只能通过分析主机的状态,获得应用程序运行的情况,但对于分布式应用系统来说,一个应用并非运行于某一台主机,因此,管理者需要管理整个网络的状态,这就需要有恰当工具的支持。
      
      多层分布式应用的需求
      
       开发企业多层分布式应用,通常有以下方面的需求:
      
      易于开发
      
       虽然多层分布式体系结构要求有较深的计算机系统级知识作为基础 ( 比如:数据库、事务处理、网络安全、 CORBA 技术等 ) ,但对于 IT 开发人员来说,要求在不用深入了解系统底层复杂技术的情况下,能够在一个友好的可视化集成开发环境 (IDE) 中,快速、容易地开发出功能强大的多层分布式应用系统。
      
      简化分发、管理工作
      
       开发人员要求能够在一个集成开发环境中测试、修改分布式应用程序,以提高应用的性能,并可以实现在同一环境中对应用的分发、管理。由于许多应用包括了成千上万分布于企业各处的组件,因此,需要一个集中化的管理工具,用于管理、控制分布式应用,并实现错误检测、更正的功能。
      
      企业应用的鲁棒性要求
      
       一个完善的企业分布式多层应用,应该满足事务处理、安全管理、容错、负载平衡、可伸缩性、高性能方面的要求。
      
      具有开放的、基于工业标准的体系结构
      
       企业需要的是开放的、基于工业标准的解决方案,可以实现与其他符合标准的系统进行交互。
      
      可以实现与各种数据库及已有系统的集成
      
       企业分布式应用必须能够访问企业的数据资源,而企业数据通常存储在当前流行的大型数据库上 ( 如: Oracle 、 Sybase 等 ) ,或通过 TP Monitor( 如: IBM CICS 、 BEA Tuxedo) 访问,因此要求企业分布式系统能够与数据库及已有系统集成在一起。
      
      支持不同平台环境
      
       企业多层分布式应用需要支持不同的平台环境,服务器一端应该支持 Windows NT 或 UNIX 平台,而且不同平台的客户都可以访问服务器上的应用,包括: HTML 、 Java applets 、 Java 应用、 Dynamic HTML 、 C++ 应用等。
      
      企业应用服务器
      
       基于上述原因,当企业向多层分布式应用转变时,需要应用服务器 (Application Server) 的支持,从而可以将不同的应用技术集成在一起,使多层分布式应用的开发、分发、管理变得更加容易。现在已经有很多企业使用了应用服务器技术,也极大地增强了企业应用的性能。但在我国处于应用中的应用服务器技术,还不能完全满足企业建立多层分布式应用的需求,这些应用服务器主要分为以下两类:
      
      基于 Web 的应用服务器
      
       基于 Web 的应用服务器一般提供了基于 Web 的 Interner 应用的开发环境,适于建立基于 Web 的 Client/Server 应用系统。在这种体系下, Web 应用服务器通常运行在 Web Server 上,用来处理客户请求。通常用 ODBC 和 JDBC 连接数据库。这种类型的应用服务器一般易于使用,并且支持基于 EJB(Enterprise JavaBeans) 的服务器应用程序开发。但这种应用服务器存在的缺陷有:不支持事务处理、安全性差、对已有交易系统支持有限、性能较低。
      
      基于中间件的应用服务器
      
       基于中间件的应用服务器通过与已有系统 ( 如: TP Monitors) 进行集成,可以为企业提供更强大的功能,包括:事务处理、安全管理、容错、负载平衡等,但多数解决方案都是基于 Client/Server 体系结构的,或仅限于三层体系结构,不适于建立分布式的 Web 应用,而且没有一个有效的开发管理环境。
      
      注: 负载均衡是由多台服务器以对称的方式组成一个服务器集合,每台服务器都具有等价的地位,都可以单独对外提供服务而无须其他服务器的辅助。通过某种负载分担技术,将外部发送来的请求均匀分配到对称结构中的某一台服务器上,而接收到请求的服务器独立地回应客户的请求。均衡负载能够平均分配客户请求到服务器列阵,籍此提供快速获取重要数据,解决大量并发访问服务问题。这种群集技术可以用最少的投资获得接近于大型主机的性能。网络负载均衡的优点:第一、网络负载均衡技术保证即使是在负载很重的情况下,服务器也能做出快速响应;第二、网络负载均衡对外只需提供一个 IP 地址 ( 或域名 ) ;第三、当网络负载均衡中的一台或几台服务器不可用时,服务不会中断。网络负载均衡自动检测到服务器不可用时,能够迅速在剩余的服务器中重新指派客户机通讯。这项保护措施能够帮助你为关键的业务程序提供不中断的服务,并可以根据网络访问量的增加来相应地增加网络负载均衡服务器的数量;第四、网络负载均衡可在普通的计算机上实现。

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  • 什么是“分布式应用系统

    千次阅读 2018-04-15 07:40:59
    背景介绍 纵观人类计算机的发展历史,每隔十年至十五年,信息产业就会发生周期性的变革,1950年至1970年期间,企业主要采用大型主机-终端的体系结构,企业应用系统则采用单一、集中的方式为...


    在信息产业高速发展的今天,企业间的竞争将更加激烈。随着规模的不断扩大和业务的不断更新,企业迫切需求完整的分布式解决方案,用于管理复杂的异构环境,实现不同硬件设备、软件系统、网络环境及数据库系统之间的完整集成。

    背景介绍

        纵观人类计算机的发展历史,每隔十年至十五年,信息产业就会发生周期性的变革,1950年至1970年期间,企业主要采用大型主机-终端的体系结构,企业应用系统则采用单一、集中的方式为用户提供资源共享服务。80年代初期,开放系统与关系型数据库管理系统被企业大量采用,有别于集中式系统,应用程序逻辑分散在主从两端。随着Windows的普及,90年代则是图形化的应用时代,Client/Server体系结构也被广泛采用。90年代后期,信息产业出现了分布式对象技术,应用程序可以分布在不同的系统平台上,通过分布式技术实现异构平台间对象的相互通信。将企业已有系统集成于分布式系统,可以极大地提高企业应用系统的扩展性。90年代末出现的多层分布式应用为企业进一步简化应用系统的开发指明了方向。

        在传统的Client/Server结构中,应用程序逻辑通常分布在客户端服务器两端,客户端发出数据资源访问请求,服务器端将结果返回客户端。Client/Server结构的缺陷是,当客户端数目激增时,服务器的性能将会因为无法进行负载平衡而大大下降。而一旦应用的需求发生变化,客户端和服务器端的应用程序则都需要修改,这样给应用的维护和升级带来了极大的不便,而且大量数据的传输也增加了网络的负载。为了解决Client/Server存在的问题,企业只有向多层分布式应用转变。企业应用的多层架构如图1所示。

        在多层分布式应用中,客户端和服务器之间可以加入一层或多层应用服务程序,这种程序称为“应用服务器”(Application Server)。开发人员可以将企业应用的商业逻辑放在中间层服务器上,而不是客户端,从而将应用的业务逻辑与用户界面隔离开,在保证客户端功能的前提下,为用户提供一个瘦的(thin)界面。这意味着如果需要修改应用程序代码,则可以只在一处(中间层服务器上)修改,而不用修改成千上万的客户端应用程序。 从而使开发人员可以专注于应用系统核心业务逻辑的分析、设计和开发,简化了企业系统的开发、更新和升级工作,极大增强了企业应用的伸缩性和灵活性。

        当企业需要建立基于Web的商业应用系统时,多层分布式体系结构同样提供了强大优势,为基于Web的商业应用提供了“瘦客户”的体系结构,使基于浏览器的客户可以与Intranet资源进行有效交互,并且不需要在客户端进行复杂的应用配置工作。多层分布式解决方案在异构平台间架起了桥梁,可以使基于Web的商业应用与企业已有系统集成在一起。

        目前,在我国的企业中,大量采用的还是Client/Server体系结构,而在西方发达国家,企业由传统的应用系统向多层分布式应用系统的转变已经成为业界主流。相信在我国,多层分布式系统将得到更为广泛的应用。

    多层分布式应用带来的挑战

        尽管多层分布式体系结构为企业提供了极大优势,但比起传统的Client/Server方式,开发多层分布式应用具有更大的难度,给开发人员带来了新的技术挑战。主要包括了以下三个方面:

        1.分布式对象标准的多样化

        企业要构建多层分布式系统,必须遵循分布式的工业标准,基于什么样的标准直接影响到企业应用系统的开放性和可扩展性。目前分布式对象的标准主要有三种:Microsoft 的DCOM、Sun Microsystems的Enterprise JavaBeans/RMI以及OMG(Object Management Group)组织的CORBA(Common Object Request Broker Architecture)。DCOM是基于Windows环境的分布式对象标准,因此支持的平台种类有限。RMI与Enterprise JavaBean是以Java语言为主体的分布式对象架构,适合大型企业的跨平台需求,但现实的应用系统环境一般是由多种不同的程序语言建立起来的,只依赖一种程序语言构建的企业应用是很少见的。CORBA是由800多个大型软、硬件公司参与的OMG组织所制定的分布式对象标准,获得IBM、Sun Microsystems、Oracle、Sybase、Novell、Netscape等大型公司的支持,CORBA标准实现了不同平台之间对象的通信及互操作,软件供应商只要遵循应用对象与ORB间通信的IDL(Interface Definition Language),便能够以对象的形式提供服务或获得服务,ORB使开发人员完全不需要考虑异构平台、不同的通信协议或不同程序语言造成的差异,而专注于应用逻辑的开发。可见,CORBA提供了开放、灵活的分布式标准,适于企业构建多层分布式应用系统。

        2.多层分布式应用的开发是很复杂的

        如果用传统方式开发多层分布式应用,则需要开发人员具有较深的计算机系统级知识,需要掌握诸如并发性、安全性、可伸缩性及事务处理等各个方面的知识。而且需要实现对系统资源访问的有效管理,如对线程、内存、数据库连接、网络连接的管理。而这些复杂工作极大地耗费了开发人员的精力,限制了开发工作的进展。而企业应用系统的开发更多地要求开发人员专注于商业逻辑方面的开发,而不是在系统级开发上浪费更多时间。

        3.分布式应用的分发、管理也是一个挑战

        大多数的分布式应用是由成百上千的组件组成的,而在分发时,每一个组件都有属性需要进行配置。通常,对组件属性的配置方式依赖于组件所在的平台。 因此,应用被分发后,如何管理分散的组件将是一个挑战。管理者需要确保应用的组件能够正确运行、可以位于企业网内的任何机器上,并能及时发现处理错误(包括系统错误、网络中断、应用错误等情况)。

        传统意义上的网络系统管理(比如:SNMP)只能通过分析主机的状态,获得应用程序运行的情况,但对于分布式应用系统来说,一个应用并非运行于某一台主机,因此,管理者需要管理整个网络的状态,这就需要有恰当工具的支持。

    多层分布式应用的需求

        开发企业多层分布式应用,通常有以下方面的需求:

        1.易于开发

        虽然多层分布式体系结构要求有较深的计算机系统级知识作为基础(比如:数据库、事务处理、网络安全、CORBA技术等),但对于IT开发人员来说,要求在不用深入了解系统底层复杂技术的情况下,能够在一个友好的可视化集成开发环境(IDE)中,快速、容易地开发出功能强大的多层分布式应用系统。

        2.简化分发、管理工作

        开发人员要求能够在一个集成开发环境中测试、修改分布式应用程序,以提高应用的性能,并可以实现在同一环境中对应用的分发、管理。由于许多应用包括了成千上万分布于企业各处的组件,因此,需要一个集中化的管理工具,用于管理、控制分布式应用,并实现错误检测、更正的功能。

        3.企业应用的鲁棒性要求

        一个完善的企业分布式多层应用,应该满足事务处理、安全管理、容错、负载平衡、可伸缩性、高性能方面的要求。

        4.具有开放的、基于工业标准的体系结构

        企业需要的是开放的、基于工业标准的解决方案,可以实现与其他符合标准的系统进行交互。

        5.可以实现与各种数据库及已有系统的集成

        企业分布式应用必须能够访问企业的数据资源,而企业数据通常存储在当前流行的大型数据库上(如:Oracle、Sybase等),或通过TP Monitor(如:IBM CICS、BEA Tuxedo)访问,因此要求企业分布式系统能够与数据库及已有系统集成在一起。

        6.支持不同平台环境

        企业多层分布式应用需要支持不同的平台环境,服务器一端应该支持Windows NT或 UNIX平台,而且不同平台的客户都可以访问服务器上的应用,包括:HTML、Java applets 、Java 应用、Dynamic HTML、C++应用等。

    企业应用服务器

        基于上述原因,当企业向多层分布式应用转变时,需要应用服务器(Application Server)的支持,从而可以将不同的应用技术集成在一起,使多层分布式应用的开发、分发、管理变得更加容易。现在已经有很多企业使用了应用服务器技术,也极大地增强了企业应用的性能。但在我国处于应用中的应用服务器技术,还不能完全满足企业建立多层分布式应用的需求,这些应用服务器主要分为以下两类:

        1.基于Web的应用服务器

        基于Web的应用服务器一般提供了基于Web的Interner应用的开发环境,适于建立基于Web的Client/Server应用系统。在这种体系下,Web应用服务器通常运行在Web Server上,用来处理客户请求。通常用ODBC和JDBC连接数据库。这种类型的应用服务器一般易于使用,并且支持基于EJB(Enterprise JavaBeans)的服务器应用程序开发。但这种应用服务器存在的缺陷有:不支持事务处理、安全性差、对已有交易系统支持有限、性能较低。基于Web的应用服务器体系结构如图2所示。

    2.基于中间件的应用服务器

        基于中间件的应用服务器通过与已有系统(如:TP Monitors)进行集成,可以为企业提供更强大的功能,包括:事务处理、安全管理、容错、负载平衡等,但多数解决方案都是基于Client/Server体系结构的,或仅限于三层体系结构,不适于建立分布式的Web应用,而且没有一个有效的开发管理环境。基于中间件应用服务器体系结构如图3所示。


    在信息产业高速发展的今天,企业间的竞争将更加激烈。随着规模的不断扩大和业务的不断更新,企业迫切需求完整的分布式解决方案,用于管理复杂的异构环境,实现不同硬件设备、软件系统、网络环境及数据库系统之间的完整集成。

    背景介绍

        纵观人类计算机的发展历史,每隔十年至十五年,信息产业就会发生周期性的变革,1950年至1970年期间,企业主要采用大型主机-终端的体系结构,企业应用系统则采用单一、集中的方式为用户提供资源共享服务。80年代初期,开放系统与关系型数据库管理系统被企业大量采用,有别于集中式系统,应用程序逻辑分散在主从两端。随着Windows的普及,90年代则是图形化的应用时代,Client/Server体系结构也被广泛采用。90年代后期,信息产业出现了分布式对象技术,应用程序可以分布在不同的系统平台上,通过分布式技术实现异构平台间对象的相互通信。将企业已有系统集成于分布式系统,可以极大地提高企业应用系统的扩展性。90年代末出现的多层分布式应用为企业进一步简化应用系统的开发指明了方向。

        在传统的Client/Server结构中,应用程序逻辑通常分布在客户端服务器两端,客户端发出数据资源访问请求,服务器端将结果返回客户端。Client/Server结构的缺陷是,当客户端数目激增时,服务器的性能将会因为无法进行负载平衡而大大下降。而一旦应用的需求发生变化,客户端和服务器端的应用程序则都需要修改,这样给应用的维护和升级带来了极大的不便,而且大量数据的传输也增加了网络的负载。为了解决Client/Server存在的问题,企业只有向多层分布式应用转变。企业应用的多层架构如图1所示。

        在多层分布式应用中,客户端和服务器之间可以加入一层或多层应用服务程序,这种程序称为“应用服务器”(Application Server)。开发人员可以将企业应用的商业逻辑放在中间层服务器上,而不是客户端,从而将应用的业务逻辑与用户界面隔离开,在保证客户端功能的前提下,为用户提供一个瘦的(thin)界面。这意味着如果需要修改应用程序代码,则可以只在一处(中间层服务器上)修改,而不用修改成千上万的客户端应用程序。 从而使开发人员可以专注于应用系统核心业务逻辑的分析、设计和开发,简化了企业系统的开发、更新和升级工作,极大增强了企业应用的伸缩性和灵活性。

        当企业需要建立基于Web的商业应用系统时,多层分布式体系结构同样提供了强大优势,为基于Web的商业应用提供了“瘦客户”的体系结构,使基于浏览器的客户可以与Intranet资源进行有效交互,并且不需要在客户端进行复杂的应用配置工作。多层分布式解决方案在异构平台间架起了桥梁,可以使基于Web的商业应用与企业已有系统集成在一起。

        目前,在我国的企业中,大量采用的还是Client/Server体系结构,而在西方发达国家,企业由传统的应用系统向多层分布式应用系统的转变已经成为业界主流。相信在我国,多层分布式系统将得到更为广泛的应用。

    多层分布式应用带来的挑战

        尽管多层分布式体系结构为企业提供了极大优势,但比起传统的Client/Server方式,开发多层分布式应用具有更大的难度,给开发人员带来了新的技术挑战。主要包括了以下三个方面:

        1.分布式对象标准的多样化

        企业要构建多层分布式系统,必须遵循分布式的工业标准,基于什么样的标准直接影响到企业应用系统的开放性和可扩展性。目前分布式对象的标准主要有三种:Microsoft 的DCOM、Sun Microsystems的Enterprise JavaBeans/RMI以及OMG(Object Management Group)组织的CORBA(Common Object Request Broker Architecture)。DCOM是基于Windows环境的分布式对象标准,因此支持的平台种类有限。RMI与Enterprise JavaBean是以Java语言为主体的分布式对象架构,适合大型企业的跨平台需求,但现实的应用系统环境一般是由多种不同的程序语言建立起来的,只依赖一种程序语言构建的企业应用是很少见的。CORBA是由800多个大型软、硬件公司参与的OMG组织所制定的分布式对象标准,获得IBM、Sun Microsystems、Oracle、Sybase、Novell、Netscape等大型公司的支持,CORBA标准实现了不同平台之间对象的通信及互操作,软件供应商只要遵循应用对象与ORB间通信的IDL(Interface Definition Language),便能够以对象的形式提供服务或获得服务,ORB使开发人员完全不需要考虑异构平台、不同的通信协议或不同程序语言造成的差异,而专注于应用逻辑的开发。可见,CORBA提供了开放、灵活的分布式标准,适于企业构建多层分布式应用系统。

        2.多层分布式应用的开发是很复杂的

        如果用传统方式开发多层分布式应用,则需要开发人员具有较深的计算机系统级知识,需要掌握诸如并发性、安全性、可伸缩性及事务处理等各个方面的知识。而且需要实现对系统资源访问的有效管理,如对线程、内存、数据库连接、网络连接的管理。而这些复杂工作极大地耗费了开发人员的精力,限制了开发工作的进展。而企业应用系统的开发更多地要求开发人员专注于商业逻辑方面的开发,而不是在系统级开发上浪费更多时间。

        3.分布式应用的分发、管理也是一个挑战

        大多数的分布式应用是由成百上千的组件组成的,而在分发时,每一个组件都有属性需要进行配置。通常,对组件属性的配置方式依赖于组件所在的平台。 因此,应用被分发后,如何管理分散的组件将是一个挑战。管理者需要确保应用的组件能够正确运行、可以位于企业网内的任何机器上,并能及时发现处理错误(包括系统错误、网络中断、应用错误等情况)。

        传统意义上的网络系统管理(比如:SNMP)只能通过分析主机的状态,获得应用程序运行的情况,但对于分布式应用系统来说,一个应用并非运行于某一台主机,因此,管理者需要管理整个网络的状态,这就需要有恰当工具的支持。

    多层分布式应用的需求

        开发企业多层分布式应用,通常有以下方面的需求:

        1.易于开发

        虽然多层分布式体系结构要求有较深的计算机系统级知识作为基础(比如:数据库、事务处理、网络安全、CORBA技术等),但对于IT开发人员来说,要求在不用深入了解系统底层复杂技术的情况下,能够在一个友好的可视化集成开发环境(IDE)中,快速、容易地开发出功能强大的多层分布式应用系统。

        2.简化分发、管理工作

        开发人员要求能够在一个集成开发环境中测试、修改分布式应用程序,以提高应用的性能,并可以实现在同一环境中对应用的分发、管理。由于许多应用包括了成千上万分布于企业各处的组件,因此,需要一个集中化的管理工具,用于管理、控制分布式应用,并实现错误检测、更正的功能。

        3.企业应用的鲁棒性要求

        一个完善的企业分布式多层应用,应该满足事务处理、安全管理、容错、负载平衡、可伸缩性、高性能方面的要求。

        4.具有开放的、基于工业标准的体系结构

        企业需要的是开放的、基于工业标准的解决方案,可以实现与其他符合标准的系统进行交互。

        5.可以实现与各种数据库及已有系统的集成

        企业分布式应用必须能够访问企业的数据资源,而企业数据通常存储在当前流行的大型数据库上(如:Oracle、Sybase等),或通过TP Monitor(如:IBM CICS、BEA Tuxedo)访问,因此要求企业分布式系统能够与数据库及已有系统集成在一起。

        6.支持不同平台环境

        企业多层分布式应用需要支持不同的平台环境,服务器一端应该支持Windows NT或 UNIX平台,而且不同平台的客户都可以访问服务器上的应用,包括:HTML、Java applets 、Java 应用、Dynamic HTML、C++应用等。

    企业应用服务器

        基于上述原因,当企业向多层分布式应用转变时,需要应用服务器(Application Server)的支持,从而可以将不同的应用技术集成在一起,使多层分布式应用的开发、分发、管理变得更加容易。现在已经有很多企业使用了应用服务器技术,也极大地增强了企业应用的性能。但在我国处于应用中的应用服务器技术,还不能完全满足企业建立多层分布式应用的需求,这些应用服务器主要分为以下两类:

        1.基于Web的应用服务器

        基于Web的应用服务器一般提供了基于Web的Interner应用的开发环境,适于建立基于Web的Client/Server应用系统。在这种体系下,Web应用服务器通常运行在Web Server上,用来处理客户请求。通常用ODBC和JDBC连接数据库。这种类型的应用服务器一般易于使用,并且支持基于EJB(Enterprise JavaBeans)的服务器应用程序开发。但这种应用服务器存在的缺陷有:不支持事务处理、安全性差、对已有交易系统支持有限、性能较低。基于Web的应用服务器体系结构如图2所示。

    2.基于中间件的应用服务器

        基于中间件的应用服务器通过与已有系统(如:TP Monitors)进行集成,可以为企业提供更强大的功能,包括:事务处理、安全管理、容错、负载平衡等,但多数解决方案都是基于Client/Server体系结构的,或仅限于三层体系结构,不适于建立分布式的Web应用,而且没有一个有效的开发管理环境。基于中间件应用服务器体系结构如图3所示。


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  • 什么是“分布式应用系统

    千次阅读 2008-01-30 15:20:00
    什么是“分布式应用系统” 在信息产业高速发展的今天,企业间的竞争将更加激烈。随着规模的不断扩大和业务的不断更新,企业迫切需求完整的分布式解决方案,用于管理复杂的异构环境,实现不同硬件设备、软件系统、...
    
    

    在信息产业高速发展的今天,企业间的竞争将更加激烈。随着规模的不断扩大和业务的不断更新,企业迫切需求完整的分布式解决方案,用于管理复杂的异构环境,实现不同硬件设备、软件系统、网络环境及数据库系统之间的完整集成。

    背景介绍

        纵观人类计算机的发展历史,每隔十年至十五年,信息产业就会发生周期性的变革,1950年至1970年期间,企业主要采用大型主机-终端的体系结构,企业应用系统则采用单一、集中的方式为用户提供资源共享服务。80年代初期,开放系统与关系型数据库管理系统被企业大量采用,有别于集中式系统,应用程序逻辑分散在主从两端。随着Windows的普及,90年代则是图形化的应用时代,Client/Server体系结构也被广泛采用。90年代后期,信息产业出现了分布式对象技术,应用程序可以分布在不同的系统平台上,通过分布式技术实现异构平台间对象的相互通信。将企业已有系统集成于分布式系统,可以极大地提高企业应用系统的扩展性。90年代末出现的多层分布式应用为企业进一步简化应用系统的开发指明了方向。

        在传统的Client/Server结构中,应用程序逻辑通常分布在客户端服务器两端,客户端发出数据资源访问请求,服务器端将结果返回客户端。Client/Server结构的缺陷是,当客户端数目激增时,服务器的性能将会因为无法进行负载平衡而大大下降。而一旦应用的需求发生变化,客户端和服务器端的应用程序则都需要修改,这样给应用的维护和升级带来了极大的不便,而且大量数据的传输也增加了网络的负载。为了解决Client/Server存在的问题,企业只有向多层分布式应用转变。企业应用的多层架构如图1所示。

        在多层分布式应用中,客户端和服务器之间可以加入一层或多层应用服务程序,这种程序称为“应用服务器”(Application Server)。开发人员可以将企业应用的商业逻辑放在中间层服务器上,而不是客户端,从而将应用的业务逻辑与用户界面隔离开,在保证客户端功能的前提下,为用户提供一个瘦的(thin)界面。这意味着如果需要修改应用程序代码,则可以只在一处(中间层服务器上)修改,而不用修改成千上万的客户端应用程序。 从而使开发人员可以专注于应用系统核心业务逻辑的分析、设计和开发,简化了企业系统的开发、更新和升级工作,极大增强了企业应用的伸缩性和灵活性。

        当企业需要建立基于Web的商业应用系统时,多层分布式体系结构同样提供了强大优势,为基于Web的商业应用提供了“瘦客户”的体系结构,使基于浏览器的客户可以与Intranet资源进行有效交互,并且不需要在客户端进行复杂的应用配置工作。多层分布式解决方案在异构平台间架起了桥梁,可以使基于Web的商业应用与企业已有系统集成在一起。

        目前,在我国的企业中,大量采用的还是Client/Server体系结构,而在西方发达国家,企业由传统的应用系统向多层分布式应用系统的转变已经成为业界主流。相信在我国,多层分布式系统将得到更为广泛的应用。

    多层分布式应用带来的挑战

        尽管多层分布式体系结构为企业提供了极大优势,但比起传统的Client/Server方式,开发多层分布式应用具有更大的难度,给开发人员带来了新的技术挑战。主要包括了以下三个方面:

        1.分布式对象标准的多样化

        企业要构建多层分布式系统,必须遵循分布式的工业标准,基于什么样的标准直接影响到企业应用系统的开放性和可扩展性。目前分布式对象的标准主要有三种:Microsoft 的DCOM、Sun Microsystems的Enterprise JavaBeans/RMI以及OMG(Object Management Group)组织的CORBA(Common Object Request Broker Architecture)。DCOM是基于Windows环境的分布式对象标准,因此支持的平台种类有限。RMI与Enterprise JavaBean是以Java语言为主体的分布式对象架构,适合大型企业的跨平台需求,但现实的应用系统环境一般是由多种不同的程序语言建立起来的,只依赖一种程序语言构建的企业应用是很少见的。CORBA是由800多个大型软、硬件公司参与的OMG组织所制定的分布式对象标准,获得IBM、Sun Microsystems、Oracle、Sybase、Novell、Netscape等大型公司的支持,CORBA标准实现了不同平台之间对象的通信及互操作,软件供应商只要遵循应用对象与ORB间通信的IDL(Interface Definition Language),便能够以对象的形式提供服务或获得服务,ORB使开发人员完全不需要考虑异构平台、不同的通信协议或不同程序语言造成的差异,而专注于应用逻辑的开发。可见,CORBA提供了开放、灵活的分布式标准,适于企业构建多层分布式应用系统。

        2.多层分布式应用的开发是很复杂的

        如果用传统方式开发多层分布式应用,则需要开发人员具有较深的计算机系统级知识,需要掌握诸如并发性、安全性、可伸缩性及事务处理等各个方面的知识。而且需要实现对系统资源访问的有效管理,如对线程、内存、数据库连接、网络连接的管理。而这些复杂工作极大地耗费了开发人员的精力,限制了开发工作的进展。而企业应用系统的开发更多地要求开发人员专注于商业逻辑方面的开发,而不是在系统级开发上浪费更多时间。

        3.分布式应用的分发、管理也是一个挑战

        大多数的分布式应用是由成百上千的组件组成的,而在分发时,每一个组件都有属性需要进行配置。通常,对组件属性的配置方式依赖于组件所在的平台。 因此,应用被分发后,如何管理分散的组件将是一个挑战。管理者需要确保应用的组件能够正确运行、可以位于企业网内的任何机器上,并能及时发现处理错误(包括系统错误、网络中断、应用错误等情况)。

        传统意义上的网络系统管理(比如:SNMP)只能通过分析主机的状态,获得应用程序运行的情况,但对于分布式应用系统来说,一个应用并非运行于某一台主机,因此,管理者需要管理整个网络的状态,这就需要有恰当工具的支持。

    多层分布式应用的需求

        开发企业多层分布式应用,通常有以下方面的需求:

        1.易于开发

        虽然多层分布式体系结构要求有较深的计算机系统级知识作为基础(比如:数据库、事务处理、网络安全、CORBA技术等),但对于IT开发人员来说,要求在不用深入了解系统底层复杂技术的情况下,能够在一个友好的可视化集成开发环境(IDE)中,快速、容易地开发出功能强大的多层分布式应用系统。

        2.简化分发、管理工作

        开发人员要求能够在一个集成开发环境中测试、修改分布式应用程序,以提高应用的性能,并可以实现在同一环境中对应用的分发、管理。由于许多应用包括了成千上万分布于企业各处的组件,因此,需要一个集中化的管理工具,用于管理、控制分布式应用,并实现错误检测、更正的功能。

        3.企业应用的鲁棒性要求

        一个完善的企业分布式多层应用,应该满足事务处理、安全管理、容错、负载平衡、可伸缩性、高性能方面的要求。

        4.具有开放的、基于工业标准的体系结构

        企业需要的是开放的、基于工业标准的解决方案,可以实现与其他符合标准的系统进行交互。

        5.可以实现与各种数据库及已有系统的集成

        企业分布式应用必须能够访问企业的数据资源,而企业数据通常存储在当前流行的大型数据库上(如:Oracle、Sybase等),或通过TP Monitor(如:IBM CICS、BEA Tuxedo)访问,因此要求企业分布式系统能够与数据库及已有系统集成在一起。

        6.支持不同平台环境

        企业多层分布式应用需要支持不同的平台环境,服务器一端应该支持Windows NT或 UNIX平台,而且不同平台的客户都可以访问服务器上的应用,包括:HTML、Java applets 、Java 应用、Dynamic HTML、C++应用等。

    企业应用服务器

        基于上述原因,当企业向多层分布式应用转变时,需要应用服务器(Application Server)的支持,从而可以将不同的应用技术集成在一起,使多层分布式应用的开发、分发、管理变得更加容易。现在已经有很多企业使用了应用服务器技术,也极大地增强了企业应用的性能。但在我国处于应用中的应用服务器技术,还不能完全满足企业建立多层分布式应用的需求,这些应用服务器主要分为以下两类:

        1.基于Web的应用服务器

        基于Web的应用服务器一般提供了基于Web的Interner应用的开发环境,适于建立基于Web的Client/Server应用系统。在这种体系下,Web应用服务器通常运行在Web Server上,用来处理客户请求。通常用ODBC和JDBC连接数据库。这种类型的应用服务器一般易于使用,并且支持基于EJB(Enterprise JavaBeans)的服务器应用程序开发。但这种应用服务器存在的缺陷有:不支持事务处理、安全性差、对已有交易系统支持有限、性能较低。基于Web的应用服务器体系结构如图2所示。

    2.基于中间件的应用服务器

        基于中间件的应用服务器通过与已有系统(如:TP Monitors)进行集成,可以为企业提供更强大的功能,包括:事务处理、安全管理、容错、负载平衡等,但多数解决方案都是基于Client/Server体系结构的,或仅限于三层体系结构,不适于建立分布式的Web应用,而且没有一个有效的开发管理环境。基于中间件应用服务器体系结构如图3所示。

     
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  • 分布式应用系统研究(1)

    千次阅读 2001-10-09 13:01:00
    一、分布式应用系统开发背景近十年来,通信技术和计算机技术都得到了长足发展,主要表现在:光纤通信技术的传输速率达到了难以置信的高度;无线通信技术则从模拟发展到数字,从窄带发展到宽带;计算机技术的则在计算...
     
    

    一、分布式应用系统开发背景

    近十年来,通信技术和计算机技术都得到了长足发展,主要表现在:光纤通信技术的传输速率达到了难以置信的高度;无线通信技术则从模拟发展到数字,从窄带发展到宽带;计算机技术的则在计算处理速率、并行处理结构以及面向对象的软件技术和分布对象计算技术方面获得突破性发展。计算机CPU处理速度按照摩尔定律不断提升,已经达到1000MHz以上;巨型计算机的处理速度已经从每秒亿次上升到每秒千亿次、甚至万亿次指令;高性能计算机体系结构和并行计算结构,使得计算机处理速度已经超越单个CPU处理速度的限制;面向对象的软件技术使得计算机软件在软件重用技术上出现了突破性进展;分布对象技术使得异构软件系统在网络环境下可以容易地实现互操作和系统集成。

    通信技术和计算机技术的发展,推动了网络应用的发展。当前网络应用已经从传输单一的正文数据,发展到传输话音数据和视频数据,以及集成多种类型数据传输的多媒体网络应用;从传统的点到点交互,发展到单点到多点交互(如视频广播和远程教育应用)和多点到多点之间的交互(如计算机视频会议应用系统);从传统的集中控制结构发展到分布控制结构,进一步发展到联邦(具有不同行政管理域的)控制结构;从传统的尽力而为的、没有任何服务质量要求的服务模式,发展到高速运输服务模式和具有服务质量保证的高性能网络服务。

    网络体系结构的发展体现了网络技术发展的特征。20世纪80年代网络技术的主要特征是开放、互连,那个时期的网络体系结构主要是基于ISO的开放式系统互连(OSI)参考模型。现在计算机网络已经发展到高性能网络阶段,现在网络技术的特征在于开放、集成、高性能和智能化。这些网络技术的特征同样也体现在网络体系结构的发展中。我们认为,对新型网络体系结构影响最大的主要是集成和高性能。

    分布式网络应用范围及其广泛,包括在线事务处理系统,网管系统,全球个人通讯系统,电子医疗图像系统,CORBA的对象请求代理,高性能WEB服务器和多处理器通信子系统。

    二、分布式应用系统的好处和面对的挑战

    基于网络的分布式应用能够带来如下潜在的好处:

    Ø         增强的连通性和协作性:信息对所有的客户都是快速可访问的,避免手工进行数据和控制信息传输

    Ø         显著提高的系统性能、可扩展性和容错性:根据当前和未来的系统要求合理分配计算资源;在新的硬件被添加到系统中或相关硬件被更新(比如替换故障系统)不会涉及到分布式系统中其他的应用单元

    Ø         降低的系统成本:多个用户或应用程序共享那些昂贵的外围设备比如文件服务器或高容量彩色打印机可以降低系统的成本;分离的服务单元有利于二进制级的代码重用减小系统后续开发代价。

    分布式网络应用的典型结构是多个PC或服务器通过局域网相连。在这种环境下,众多分散的应用单元协同为终端用户提供各种计算任务。比如:

    Ø         一个交互式GUI能够被XWINDOWS服务端或其他瘦客户端采用诸如支持JAVAWEB浏览器来管理

    Ø         由一个或多个主机共同提供服务处理能力

    Ø         通过一个或多个文件服务器访问永久资源,比如SQL数据库、WEB CACHES 和许可管理

    相互兼容的网络协议使各个相分离的应用服务(功能)单元(术语为组件)间的互操作成为可能,即使这些组件所在的网络环境中的网络协议、操作系统、硬件、软件和编程语言都是异构(不同类别)的。

    一个基于网络的分布式应用从设计到实现、调试、优化和监测(Monitor)都比传统的单机应用系统要复杂和困难得多。尽管在过去的10多年来,面向对象的开发技术和框架思想frameworks获得很大发展,同时大量的原理、方法、模式和工具被用来减轻开发和配置分布式网络应用所带来的复杂程度,但是想要达到分布式应用的理想境界,人们还面临着很多必须解决的课题。服务的划分和跨进程/主机的负载均衡;全网范围内的服务定制问题,全网范围内的资源控制问题以及全网范围内的用户管理问题<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

    分布式网络应用所面临的困难:

    一些是由于在分布式网络环境下自然产生的困难,包括

    Ø         检测短暂(transient)发生的网络或主机故障,并且恢复正常

    Ø         最小化通信延迟对端到端应用性能的影响

    Ø         如何合理的划分一个分布式应用中各种服务

    Ø         在网络环境下何地何时分布这些服务,同时为这些服务提供负载均衡

    这些困难是在分布式网络环境下与生具有的,不会在短时间内消失。开发者还将为解决这些问题作大量的工作。

    以下是由于开发工具和开发技术带来的困难,包括:

    Ø         缺少类型安全的、可移植的和可扩展的本地系统方法调用接口;缺少可重用的函数和类库

    Ø         缺少针对跨进程和主机的远程方法调用的有效调试工具

    不断涌现的网络编程概念和对网络处理能力的不断提升,使软件的生命周期大大减短,大大增加了软件的开发费用
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对于复杂的分布式应用系统