THIẾT KẾ KIẾN TRÚC LỚP VẬT LÍ

Một thành phần quan trọng của thiết kế hệ thống thông tin là thiết kế của kiến trúc lớp vật lý, lớp này mô tả phần cứng, phần mềm và môi trường mạng của hệ thống. Thiết kế kiến trúc lớp vật lý chủ yếu xuất phát từ các yêu cầu phi chức năng, chẳng hạn như các yêu cầu về vận hành, hiệu suất, bảo mật, văn hóa và chính trị. Có thể phân phối từ thiết kế kiến trúc lớp vật lý bao gồm kiến trúc và đặc tả phần cứng và phần mềm. Trong môi trường ngày nay, hầu hết các hệ thống thông tin được trải dài trên hai hoặc nhiều máy tính. Ví dụ, một hệ thống dựa trên Web sẽ chạy trong trình duyệt trên máy tính để bàn nhưng sẽ tương tác với máy chủ Web (và có thể cả các máy tính khác) qua Internet. Hệ thống hoạt động hoàn toàn bên trong mạng của công ty có thể có chương trình Visual Basic (1) được cài đặt trên một máy tính nhưng tương tác với máy chủ cơ sở dữ liệu ở nơi khác trên mạng. Do đó, một bước quan trọng của thiết kế là tạo thiết kế lớp kiến trúc vật lý, kế hoạch về cách hệ thống sẽ được phân phối trên các máy tính và phần cứng và phần mềm nào sẽ được sử dụng cho mỗi máy tính (ví dụ: Windows, Linux). Nhìn chung các hệ thống được xây dựng để sử dụng phần cứng và phần mềm hiện có trong tổ chức, vì vậy kiến trúc hiện tại và cơ sở hạ tầng phần cứng và phần mềm thường hạn chế sự lựa chọn. Các yếu tố khác như tiêu chuẩn công ty, các thỏa thuận cấp phép trang web và mối quan hệ giữa sản phẩm và nhà cung cấp cũng có thể yêu cầu nhóm dự án thiết kế kiến trúc, phần cứng và phần mềm. Tuy nhiên, nhiều tổ chức có sẵn nhiều loại cơ sở hạ tầng khác nhau hoặc đang tìm kiếm các dự án thí điểm để thử nghiệm cho các kiến trúc, phần cứng và phần mềm mới. Chính điều này cho phép nhóm dự án chọn một kiến trúc trên cơ sở các yếu tố quan trọng khác.

THIẾT KẾ KIẾN TRÚC LỚP VẬT LÍ

(PHYSICAL ARCHITECTURE LAYER DESIGN)

MỤC LỤC

TỔNG QUAN

Một thành phần quan trọng của thiết kế hệ thống thông tin là thiết kế của kiến trúc lớp vật lý, lớp này mô tả phần cứng, phần mềm và môi trường mạng của hệ thống Thiết kế kiến trúc lớp vật lý chủ yếu xuất phát từ các yêu cầu phi chức năng, chẳng hạn như các yêu cầu về vận hành, hiệu suất, bảo mật, văn hóa và chính trị Có thể phân phối từ thiết kế kiến trúc lớp vật lý bao gồm kiến trúc và đặc tả phần cứng và phần mềm

Trong môi trường ngày nay, hầu hết các hệ thống thông tin được trải dài trên hai hoặc nhiều máy tính Ví dụ, một hệ thống dựa trên Web sẽ chạy trong trình duyệt trên máy tính để bàn nhưng sẽ tương tác với máy chủ Web (và có thể cả các máy tính khác) qua Internet Hệ thống hoạt động hoàn toàn bên trong mạng của công ty có thể có chương trình Visual Basic (1) được cài đặt trên một máy tính nhưng tương tác với máy chủ cơ sở dữ liệu ở nơi khác trên mạng Do đó, một bước quan trọng của thiết kế là tạo thiết kế lớp kiến trúc vật lý, kế hoạch về cách hệ thống sẽ được phân phối trên các máy tính và phần cứng và phần mềm nào sẽ được sử dụng cho mỗi máy tính (ví dụ: Windows, Linux)

Nhìn chung các hệ thống được xây dựng để sử dụng phần cứng và phần mềm hiện có trong tổ chức, vì vậy kiến trúc hiện tại và cơ sở hạ tầng phần cứng và phần mềm thường hạn chế sự lựa chọn Các yếu tố khác như tiêu chuẩn công ty, các thỏa thuận cấp phép trang web và mối quan hệ giữa sản phẩm và nhà cung cấp cũng có thể yêu cầu nhóm dự án thiết kế kiến trúc, phần cứng và phần mềm Tuy nhiên, nhiều tổ chức có sẵn nhiều loại

cơ sở hạ tầng khác nhau hoặc đang tìm kiếm các dự án thí điểm để thử nghiệm cho các kiến trúc, phần cứng và phần mềm mới Chính điều này cho phép nhóm dự án chọn một kiến trúc trên cơ sở các yếu tố quan trọng khác

CÁC THÀNH PHẦN CỦA KIẾN TRÚC LỚP VẬT LÝ

1 Mục tiêu hướng tới

Mục tiêu của việc thiết kế kiến trúc lớp vật lý là xác định phần nào của phần mềm ứng dụng sẽ được gán cho phần cứng nào Trong phần này trước tiên chúng ta thảo luận về các yếu tố kiến trúc chính để hiểu cách phần mềm có thể được chia thành các phần khác nhau Sau đó, chúng ta thảo luận ngắn gọn về các loại phần cứng chính mà phần mềm có thể được đặt vào Mặc dù có nhiều cách mà các thành phần phần mềm có thể được đặt trên các thành phần phần cứng, có ba kiến trúc ứng dụng chính đang được sử dụng ngày nay: kiến trúc dựa trên máy chủ, kiến trúc dựa trên máy khách và kiến trúc máy khách-máy chủ Kiến trúc phổ biến nhất

là kiến trúc máy khách-máy chủ

2 Các thành phần

2.1 Thành phần kiến trúc (Architectural Components)

Các thành phần kiến trúc chính của bất kỳ hệ thống nào là phần mềm và phần cứng Các thành phần phần mềm chính của hệ thống đang được phát triển phải xác định và sau đó phân bổ cho các thành phần phần cứng khác nhau mà hệ thống sẽ hoạt động Mỗi thành phần này có thể được kết hợp theo nhiều cách khác nhau

Tất cả các hệ thống phần mềm có thể được chia thành bốn chức năng cơ

bản Chức năng đầu tiên là lưu trữ dữ liệu (được liên kết với sự tồn tại

của đối tượng nằm trên lớp quản lý dữ liệu) (2) Hầu hết các chương trình ứng dụng đều yêu cầu dữ liệu được lưu trữ và truy xuất, cho dù thông tin

là một tệp nhỏ, chẳng hạn như bản ghi nhớ do trình xử lý văn bản tạo ra hay cơ sở dữ liệu lớn lưu trữ hồ sơ kế toán của tổ chức Đây là những dữ

liệu được ghi lại trong mô hình cấu trúc (thẻ CRC (3) và sơ đồ lớp) Chức

năng thứ hai là logic truy cập dữ liệu (liên kết với các lớp thao tác và

truy cập dữ liệu nằm trên lớp quản lý dữ liệu) (4), quá trình xử lý cần thiết

để truy cập dữ liệu, thường có nghĩa là các truy vấn cơ sở dữ liệu trong

SQL Chức năng thứ ba là logic ứng dụng (nằm ở vấn đề lớp miền) (5), có thể đơn giản hoặc phức tạp, tùy thuộc vào ứng dụng Đây là logic được ghi

lại trong các mô hình chức năng (sơ đồ hoạt động và trường hợp sử dụng)

và hành vi (trình tự, giao tiếp và máy trạng thái hành vi) Chức năng thứ

tư là logic trình bày (nằm trên lớp tương tác giữa con người với máy tính)

(6), trình bày thông tin cho người dùng và chấp nhận các lệnh của người dùng (giao diện người dùng) Bốn chức năng này là các khối xây dựng cơ bản của bất kỳ ứng dụng nào

Ba thành phần phần cứng chính của một hệ thống là máy khách, máy chủ

và mạng kết nối các máy tính Máy tính khách là thiết bị đầu vào và đầu

ra được sử dụng bởi người dùng và thường là máy tính để bàn hoặc máy tính xách tay, nhưng chúng cũng có thể là thiết bị cầm tay, điện thoại di

động, thiết bị đầu cuối chuyên dụng, …Máy chủ thường là những máy

tính lớn hơn được sử dụng để lưu trữ phần mềm và phần cứng mà bất kỳ

ai có quyền có thể truy cập Máy chủ có thể có nhiều loại: máy tính lớn

(máy tính rất lớn, mạnh thường có giá hàng triệu đô la), máy tính mini (máy tính lớn có giá hàng trăm nghìn đô la) và máy tính siêu nhỏ (máy tính để bàn nhỏ như chúng ta thường sử dụng cho đến giá 50.000 đô la

trở lên) Mạng kết nối các máy tính có thể khác nhau về tốc độ từ kết

nối điện thoại di động hoặc modem chậm phải được quay số, đến các mạng chuyển tiếp khung luôn bật tốc độ trung bình, đến các kết nối băng thông rộng luôn bật nhanh như modem cáp, DSL hoặc mạch T1 (7)

2.2 Kiến trúc dựa trên máy chủ (Server-Based Architectures)

Các kiến trúc máy tính đầu tiên là kiến trúc dựa trên máy chủ, với máy

chủ (thường là một máy tính lớn trung tâm) thực hiện tất cả bốn chức năng ứng dụng Máy khách (thường là thiết bị đầu cuối) cho phép người

dùng gửi và nhận tin nhắn đến và đi từ máy tính chủ Các máy khách chỉ bắt các tổ hợp phím và gửi chúng đến máy chủ để xử lý và chấp nhận các

Máy khách / (thiết bị đầu cuối)

Máy chủ lưu trữ (máy tính lớn)

Logic trình bày Logic ứng dụng Logic truy cập dữ liệu Lưu trữ dữ liệu Hình 1

hướng dẫn từ máy chủ về những gì sẽ hiển thị Được mô tả như hình bên dưới:

Kiến trúc rất đơn giản này thường hoạt động rất tốt Phần mềm ứng dụng

được phát triển và lưu trữ trên một máy tính, và tất cả dữ liệu trên cùng một máy tính Bởi vì tất cả các thư đều đi qua một máy chủ trung tâm nên

có một điểm kiểm soát Vấn đề cơ bản với các mạng dựa trên máy chủ là máy chủ phải xử lý tất cả các thông báo Khi nhu cầu về ngày càng nhiều ứng dụng phát triển, nhiều máy chủ trở nên quá tải và không thể nhanh chóng xử lý tất cả các yêu cầu của người dùng Thời gian phản hồi trở nên chậm hơn và các nhà quản lý mạng buộc phải chi ngày càng nhiều tiền hơn để nâng cấp máy chủ Thật không may, các nâng cấp có giá trị lớn và đắt tiền; rất khó để nâng cấp nhiều mà bỏ ra ít tiền

2.3 Kiến trúc dựa trên máy khách (Client-Based Architectures)

Với kiến trúc dựa trên máy khách, máy khách là máy tính cá nhân trong mạng cục bộ (LAN) và máy chủ là máy chủ trên cùng một mạng Phần mềm ứng dụng trên máy khách chịu trách nhiệm về logic trình bày, logic ứng dụng và logic truy cập dữ liệu; máy chủ chỉ lưu trữ dữ liệu

Kiến trúc đơn giản này cũng thường hoạt động tốt Tuy nhiên, khi nhu cầu

về các ứng dụng mạng ngày càng nhiều, các mạch mạng có thể trở nên quá tải Vấn đề cơ bản trong các mạng dựa trên máy khách là tất cả dữ liệu trên máy chủ phải chuyển đến máy khách để xử lý

Ví dụ: Giả sử người dùng muốn hiển thị danh sách tất cả nhân viên có bảo

hiểm nhân thọ của công ty Tất cả dữ liệu trong cơ sở dữ liệu phải đi từ máy chủ nơi cơ sở dữ liệu được lưu trữ qua mạng cho máy khách, sau đó kiểm tra từng bản ghi để xem nó có khớp với dữ liệu mà người dùng yêu cầu hay không Điều này có thể làm quá tải cả mạng và nguồn của các máy khách

Máy khách

Máy chủ (máy vi tính)

Logic trình bày Logic ứng dụng Logic truy cập dữ liệu

Lưu trữ dữ liệu Hình 2

Máy khách

Máy chủ (máy tính siêu nhỏ, máy tính mini hoặc máy tính lớn)

Logic trình bày

Hình 3

2.4 Kiến trúc Máy khách – Máy chủ (Client–Server Architectures)

Hầu hết các tổ chức ngày nay đang chuyển sang kiến trúc máy khách-máy chủ, cố gắng cân bằng việc xử lý giữa máy khách và máy chủ bằng cách

cả hai đều thực hiện một số chức năng ứng dụng Trong các kiến trúc này, máy khách chịu trách nhiệm về logic trình bày, trong khi máy chủ chịu trách nhiệm về logic truy cập dữ liệu và lưu trữ

dữ liệu Logic ứng dụng có thể nằm trên máy khách hoặc máy chủ hoặc được phân chia giữa cả hai Máy khách được hiển thị trong hình mô tả bên dưới có thể được gọi là máy khách dày, hoặc béo nếu nó chứa phần lớn logic ứng dụng Thực tiễn hiện nay là tạo kiến trúc máy khách-máy chủ

bằng cách sử dụng máy khách mỏng vì hỗ trợ các ứng dụng máy khách mỏng sẽ ít tốn chi phí và bảo trì hơn Ví dụ, nhiều hệ thống dựa trên Web được thiết kế với trình duyệt Web thực hiện trình bày, chỉ với logic ứng dụng tối thiểu sử dụng các ngôn ngữ lập trình như Java và máy chủ Web

có logic ứng dụng, logic truy cập dữ liệu và lưu trữ dữ liệu

Kiến trúc máy khách-máy chủ có bốn lợi ích quan trọng Đầu tiên và quan trọng nhất là chúng có thể mở rộng Điều đó có nghĩa là dễ dàng tăng

hoặc giảm khả năng lưu trữ và xử lý của các máy chủ Nếu một máy chủ trở nên quá tải, chỉ cần thêm một máy chủ khác để nhiều máy chủ được

sử dụng để thực hiện logic ứng dụng, logic truy cập dữ liệu hoặc lưu trữ dữ liệu Chi phí để nâng cấp dần dần và có thể nâng cấp theo các bước nhỏ hơn thay vì chi hàng trăm nghìn để nâng cấp một máy chủ lớn

Thứ hai, kiến trúc máy khách-máy chủ có thể hỗ trợ nhiều loại máy khách

và máy chủ khác nhau Có thể kết nối các máy tính sử dụng các hệ điều

hành khác nhau để người dùng có thể chọn loại máy tính họ thích (ví dụ: kết hợp cả máy tính Windows và Apple Macintoshes trên cùng một mạng).

Phần mềm trung gian là một loại phần mềm hệ thống được thiết kế để dịch giữa các phần mềm của các nhà cung cấp khác nhau Phần mềm trung gian được cài đặt trên cả máy khách và máy chủ Phần mềm máy khách giao tiếp với phần mềm trung gian, phần mềm này có thể định dạng lại thông báo thành một ngôn ngữ tiêu chuẩn mà phần mềm trung gian hỗ trợ phần mềm máy chủ có thể hiểu được

Thứ ba, đối với các kiến trúc máy chủ thin-client (8) sử dụng các tiêu chuẩn Internet, thật dễ dàng để tách biệt rõ ràng logic trình bày, logic ứng dụng

và logic truy cập dữ liệu và thiết kế nên mỗi thứ đều độc lập Ví dụ: logic trình bày có thể được thiết kế bằng HTML hoặc XML để chỉ định cách trang

sẽ xuất hiện trên màn hình (ví dụ: màu sắc, phông chữ, thứ tự các mục, các từ cụ thể được sử dụng, các nút lệnh, loại danh sách lựa chọ, …) (9) Các câu lệnh chương trình đơn giản được sử dụng để liên kết các phần của giao diện với các mô-đun logic ứng dụng cụ thể thực hiện các chức năng khác nhau Các tệp HTML hoặc XML (10) xác định giao diện này có thể được thay đổi mà không ảnh hưởng đến logic của ứng dụng

Cuối cùng, bởi vì không có máy chủ duy nhất nào hỗ trợ tất cả các

ứng dụng, mạng nói chung là đáng tin cậy hơn Không có điểm lỗi trung tâm nào sẽ tạm dừng toàn bộ mạng nếu nó bị lỗi, như trong máy tính dựa trên máy chủ Nếu bất kỳ máy chủ nào bị lỗi trong môi trường máy khách-máy chủ, mạng có thể tiếp tục hoạt động bằng cách sử dụng tất cả các máy chủ khác

Kiến trúc máy khách-máy chủ cũng có một số hạn chế quan trọng, trong đó quan trọng nhất là độ phức tạp của nó Tất cả các ứng dụng trong tính toán máy khách-máy chủ đều có hai phần, phần mềm trên máy khách và phần mềm trên máy chủ Viết phần mềm này phức tạp hơn viết phần mềm truyền thống được sử dụng trong các kiến trúc dựa trên máy chủ Việc cập nhật mạng bằng phiên bản mới của phần mềm cũng phức tạp hơn Trong kiến trúc dựa trên máy chủ, có một nơi mà phần mềm ứng dụng được lưu trữ; để cập nhật phần mềm, chỉ cần thay thế nó ở đó Với kiến trúc máy khách-máy chủ, chúng ta phải cập nhật tất cả máy khách

và tất cả máy chủ

2.5 Tầng Máy khách – Máy chủ (Client–Server Tiers)

Có nhiều cách mà logic ứng dụng có thể được phân vùng giữa máy khách và máy chủ Ví dụ ở Hình 3 là một trong những ví dụ phổ biến nhất Trong trường hợp này, máy chủ chịu trách nhiệm về dữ liệu và máy khách

Máy chủ ứng dụng (máy vi tính)

Máy chủ cơ sở dữ liệu (máy vi tính, máy tính mini, hoặc máy tính lớn)

Logic truy cập dữ liệu Lưu trữ dữ liệu Logic ứng dụng

Logic trình bày

Máy khách Hình 4

Máy khách (máy vi tính)

Máy chủ ứng dụng (máy vi tính)

Logic truy cập dữ liệu Lưu trữ dữ liệu Logic ứng dụng

Máy chủ cơ sở dữ liệu (máy vi tính, máy tính mini, hoặc máy tính lớn)

Máy chủ ứng dụng (máy vi tính)

Logic ứng dụng Lôgic trình bày

Hình 5

chịu trách nhiệm về ứng dụng và bản trình bày Đây được gọi là kiến trúc

hai tầng vì nó chỉ sử dụng hai bộ máy tính, máy khách và máy chủ

Kiến trúc ba tầng sử dụng ba bộ máy tính (xem Hình 4) Trong

trường hợp này, phần mềm trên máy khách chịu trách nhiệm logic trình

bày, một máy chủ ứng dụng (hoặc các máy chủ) chịu trách nhiệm logic

ứng dụng và một máy chủ cơ sở dữ liệu riêng biệt (hoặc các máy chủ) chịu

trách nhiệm logic truy cập dữ liệu và lưu trữ dữ liệu Một kiến trúc tầng n

sử dụng nhiều hơn ba bộ máy tính Trong trường hợp này, máy khách chịu

trách nhiệm trình bày, máy chủ cơ sở dữ liệu chịu trách nhiệm về logic

truy cập dữ liệu và lưu trữ dữ liệu, và logic ứng dụng được trải rộng trên

hai hoặc nhiều bộ máy chủ khác nhau

Hình 5 cho thấy một ví dụ về kiến trúc bậc n của một sản phẩm phần

mềm được gọi là Consensus @nyWARE® Consensus @nyWARE® có bốn

thành phần chính Thành phần thứ nhất là trình duyệt Web trên máy

khách được người dùng sử dụng để truy cập hệ thống và nhập lệnh (logic

trình bày) Thành phần thứ hai là một máy chủ Web đáp ứng yêu cầu

của người dùng, bằng cách cung cấp các trang (HTML) và đồ họa (logic

ứng dụng) hoặc bằng cách gửi yêu cầu đến thành phần thứ ba (một tập

hợp hai mươi tám chương trình được viết bằng ngôn ngữ lập trình C) trên

một máy chủ ứng dụng khác thực hiện các chức năng khác nhau (logic

ứng dụng) Thành phần thứ tư là một máy chủ cơ sở dữ liệu lưu trữ tất

cả dữ liệu (logic truy cập dữ liệu và lưu trữ dữ liệu) Mỗi thành phần trong

số bốn thành phần này đều riêng biệt, giúp dễ dàng phân tán các thành phần khác nhau trên các máy chủ khác nhau và phân vùng logic ứng dụng trên hai máy chủ khác nhau

Ưu điểm chính của kiến trúc máy khách - máy chủ n tầng so với kiến trúc hai tầng (hoặc ba tầng với hai tầng) là nó tách biệt quá trình xử lý xảy ra

để cân bằng tải tốt hơn trên các máy chủ khác nhau; nó có khả năng mở rộng hơn Trong Hình 5, chúng ta có ba máy chủ riêng biệt, một cấu hình cung cấp nhiều năng lượng hơn so với việc chúng ta đã sử dụng kiến trúc hai tầng với chỉ một máy chủ Nếu phát hiện ra rằng máy chủ ứng dụng được tải quá nặng, chỉ cần thay thế nó bằng một máy chủ mạnh hơn hoặc chỉ cần đặt thêm một số máy chủ ứng dụng Ngược lại, nếu phát hiện ra máy chủ cơ sở dữ liệu không được sử dụng, thì lưu trữ dữ liệu từ một ứng dụng khác trên đó

Có hai nhược điểm cơ bản đối với kiến trúc n tầng so với kiến trúc hai tầng (hoặc ba tầng với một hai tầng) Đầu tiên, cấu hình đặt một tải lớn hơn trên mạng Nếu so sánh các Hình 3, Hình 4 và Hình 5, sẽ thấy rằng mô hình cấp n yêu cầu nhiều giao tiếp hơn giữa các máy chủ; nó tạo ra nhiều lưu lượng mạng hơn, vì vậy cần một mạng có dung lượng cao hơn Thứ hai, việc lập trình và kiểm tra phần mềm trong kiến trúc n tầng khó hơn nhiều so với kiến trúc hai tầng vì nhiều thiết bị phải giao tiếp để hoàn thành giao dịch của người dùng

2.6 Tính toán các đối tượng phân tán (Distributed Objects Computing)

Từ quan điểm hướng đối tượng, tính toán đối tượng phân tán (DOC) là phiên bản tiếp theo của tính toán máy khách-máy chủ DOC đại diện cho một lớp phần mềm đi giữa máy khách và máy chủ; do đó, nó được gọi là phần mềm trung gian Phần mềm trung gian hỗ trợ sự tương tác giữa các đối tượng trong môi trường máy tính phân tán Hơn nữa, phần mềm trung gian xử lý kiến trúc mạng vật lý thực tế một cách minh bạch Điều này cho phép nhà phát triển tập trung vào sự phát triển của ứng dụng và bỏ qua những đặc thù của một môi trường phân tán cụ thể

Từ góc độ thực tế, DOC cho phép nhà phát triển chỉ cần tập trung vào người dùng, đối tượng và phương thức của ứng dụng thay vì lo lắng về máy chủ nào chứa tập hợp đối tượng nào Đối tượng máy khách chỉ cần yêu cầu “mạng” xác định vị trí và thực thi phương thức của đối tượng máy chủ Về cơ bản, điều này cho phép vị trí thực của đối tượng máy chủ trở nên không liên quan theo quan điểm của đối tượng khách hàng Do đó, bởi

vì các máy chủ không còn được định địa chỉ trực tiếp trên máy khách, các máy chủ có thể được thêm và trừ khỏi mạng mà không cần phải cập nhật

mã máy khách Chỉ phần mềm trung gian mới phải được biết địa chỉ mới của các đối tượng máy chủ Điều này có thể làm giảm đáng kể việc bảo trì trong môi trường máy khách-máy chủ Tuy nhiên, vì phần mềm trung gian thêm một lớp bổ sung giữa máy khách và máy chủ, nó có thể làm giảm hiệu quả của ứng dụng

Hiện tại, có ba cách tiếp cận cạnh tranh để hỗ trợ DOC: Object

Management Group (Nhóm quản lý đối tượng), Sun và Microsoft Nhóm

quản lý đối tượng (OMG) hỗ trợ DOC thông qua tiêu chuẩn Common Object

Request Broker Architecture (CORBA) (Kiến trúc nhà môi giới các đối tượng) (11) Sun hỗ trợ DOC thông qua Enterprise JavaBeans (EJB) (12) và Java 2 Enterprise Edition (J2EE) (13) Tại thời điểm này, các phương pháp tiếp cận được hỗ trợ bởi OMG và Sun dường như đang phát triển theo hướng khác nhau Mặc dù Microsoft có tham gia vào OMG, nhưng Microsoft

có cách tiếp cận cạnh tranh của riêng mình để hỗ trợ DOC: net

2.7 Chọn một kiến trúc vật lý (Selecting a Physical Architecture)

Hầu hết các hệ thống được xây dựng để sử dụng cơ sở hạ tầng hiện có trong tổ chức, vì vậy thường cơ sở hạ tầng hiện tại hạn chế sự lựa chọn kiến trúc Ví dụ: nếu hệ thống mới sẽ được xây dựng cho một tổ chức tập trung vào máy tính lớn, thì kiến trúc dựa trên máy chủ có thể là lựa chọn tốt nhất Các yếu tố khác như tiêu chuẩn công ty, các thỏa thuận cấp phép hiện có và mối quan hệ sản phẩm/nhà cung cấp cũng có thể yêu cầu nhóm dự án thiết kế kiến trúc nào Tuy nhiên, nhiều tổ chức hiện có sẵn nhiều loại cơ sở hạ tầng khác nhau hoặc đang công khai tìm kiếm các dự

án thí điểm để thử nghiệm các kiến trúc và cơ sở hạ tầng mới, cho phép nhóm dự án lựa chọn kiến trúc dựa trên các yếu tố quan trọng khác

Mỗi kiến trúc máy tính vừa thảo luận đều có những điểm mạnh và điểm yếu của nó, và không có kiến trúc nào là tốt hơn những kiến trúc khác Vì vậy, điều quan trọng là phải hiểu điểm mạnh và điểm yếu của từng kiến trúc máy tính và khi nào sử dụng chúng

2.7.1 Chi phí cơ sở hạ tầng: Một trong những động lực mạnh nhất đối

với kiến trúc máy khách-máy chủ là chi phí cơ sở hạ tầng (phần cứng, phần mềm và mạng sẽ hỗ trợ hệ thống ứng dụng) Chi phí của kiến trúc máy khách-máy chủ thấp so với kiến trúc máy chủ dựa trên máy tính lớn Kiến trúc máy khách-máy chủ cũng có xu hướng rẻ hơn kiến trúc dựa trên máy khách vì chúng đặt ít tải hơn vào mạng và do đó yêu cầu ít dung lượng mạng hơn

2.7.2 Chi phí phát triển: Chi phí phát triển hệ thống là một yếu tố quan

trọng khi xem xét lợi ích tài chính của kiến trúc máy khách-máy chủ Việc phát triển phần mềm ứng dụng cho tính toán máy khách-máy chủ là cực

kỳ phức tạp

2.7.3 Dễ phát triển: Trong hầu hết các tổ chức ngày nay, có một lượng

lớn các ứng dụng máy tính lớn tồn đọng, các hệ thống đã được phê duyệt nhưng thiếu nhân viên để thực hiện chúng Việc tồn đọng này báo hiệu sự khó khăn trong việc phát triển hệ thống dựa trên máy chủ Các công cụ dành cho các hệ thống dựa trên máy tính lớn thường không thân thiện với người dùng và yêu cầu các kỹ năng chuyên môn cao Kiến trúc dựa trên máy khách và máy khách-máy chủ có thể dựa vào các công cụ phát triển giao diện người dùng đồ họa (Graphical User Interface - GUI) có thể trực quan và dễ sử dụng

2.7.4 Khả năng giao diện: Thông thường, các ứng dụng dựa trên máy

chủ chứa các giao diện đơn giản dựa trên ký tự Ngày nay, hầu hết người dùng các hệ thống đều mong đợi một GUI hoặc giao diện dựa trên Web mà

họ có thể vận hành bằng chuột và các đối tượng đồ họa (ví dụ: nút nhấn, danh sách thả xuống, biểu tượng, v.v.) GUI và các công cụ phát triển Web

thường được tạo ra để hỗ trợ các ứng dụng dựa trên máy khách hoặc máy

khách-máy chủ; hiếm khi môi trường dựa trên máy chủ có thể hỗ trợ các loại ứng dụng này

2.7.5 Kiểm soát và Bảo mật: Kiến trúc dựa trên máy chủ ban đầu được

phát triển để kiểm soát và bảo mật dữ liệu, đồng thời dễ dàng quản lý hơn nhiều vì tất cả dữ liệu được lưu trữ ở một vị trí duy nhất Ngược lại, tính toán máy khách - máy chủ yêu cầu mức độ phối hợp cao giữa nhiều thành phần và khả năng xảy ra các lỗ hổng bảo mật hoặc các vấn đề kiểm soát

là cao hơn nhiều Khi một tổ chức có một hệ thống phải đảm bảo sự an

toàn (ví dụ: một ứng dụng được Bộ Quốc phòng sử dụng) và việc thực hiện

giải pháp thay thế dựa trên máy chủ trên các máy tính lớn được kiểm soát

và bảo mật cao

2.7.6 Khả năng mở rộng: Khả năng mở rộng đề cập đến khả năng tăng

hoặc giảm dung lượng của cơ sở hạ tầng máy tính để đáp ứng nhu cầu dung lượng thay đổi Kiến trúc có thể mở rộng nhất là tính toán máy khách-máy chủ vì máy chủ có thể được thêm vào (hoặc xóa khỏi) kiến trúc khi nhu cầu xử lý thay đổi Ngoài ra, các loại phần cứng được sử dụng

trong các tình huống máy khách - máy chủ (ví dụ: máy tính mini) thường

có thể được nâng cấp với tốc độ phù hợp nhất với sự phát triển của ứng dụng

THIẾT KẾ CƠ SỞ HẠ TẦNG

1 Sơ đồ triển khai (Deployment Diagram)

1.1 Khái niệm

Sơ đồ triển khai được sử dụng để biểu diễn các mối quan hệ giữa các điểm kết hợp phần cứng được sử dụng trong cơ sở hạ tầng vật lý của hệ thống thông tin Ví dụ, khi thiết kế một hệ thống thông tin phân tán sẽ sử dụng một mạng diện rộng, một sơ đồ triển khai có thể được sử dụng để chỉ ra các mối quan hệ giao tiếp giữa các nút khác nhau trong mạng Chúng cũng có thể được sử dụng để đại diện cho các thành phần phần mềm và cách chúng được triển khai trên kiến trúc vật lý hoặc cơ sở hạ tầng của hệ thống thông tin Trong trường hợp này, một sơ đồ triển khai đại diện cho môi trường để thực thi phần mềm

1.2 Thành phần

Các phần tử của một sơ đồ triển khai bao gồm các nút, phần tạo tác và đường dẫn truyền thông

1.2.1 Một nút đại diện cho bất kỳ phần cứng nào cần được đưa vào mô

hình của thiết kế kiến trúc lớp vật lý

Ví dụ, các nút thường bao gồm máy khách, máy chủ, mạng riêng biệt hoặc thiết bị mạng riêng lẻ Thông thường, một nút được gắn nhãn với tên của

nó và có thể có một khuôn mẫu

Khuôn mẫu đại diện cho loại nút được gửi lại trên biểu đồ (Ví dụ, các khuôn mẫu điển hình bao gồm thiết bị, thiết bị di động, máy chủ cơ sở dữ liệu, máy chủ Web và máy chủ ứng dụng) Cuối cùng, có những thời điểm

mà lưu ý của một nút nên được mở rộng để truyền đạt tốt hơn thiết kế của lớp kiến trúc lưu trữ vật lý