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01.03.1996 - 

Client-Server-Technologien/Schwedische Behoerde modelt Client- Server-Konzept um

Tausende Clients vermitteln in drei Ebenen Arbeitsplaetze

AMS betreibt heute ein landesweites Netz mit ueber 11000 PCs als Endgeraeten auf der Client-Ebene, die an ueber 500 lokale Unix- Systeme der Hersteller Bull, ICL und SNI auf der Ebene lokaler Server angeschlossen sind. Diese Systeme sind auf der Ebene der zentralen Server wiederum mit SNI-Mainfraimes sowie Bull-Unix- Systemen gekoppelt. Die zentralen Server stehen ueber einen FDDI- Ring miteinander in Verbindung. Die Kommunikation im gesamten Netz erfolgt ueber TCP/IP.

Erheblich verbessertes Laufzeitverhalten

Bis zu 1500000 Dialogtransaktionen werden taeglich von den Clients an die zentralen Server geschickt, was zu einem durchschnittlichen Transaktionensvolumen von 40 Transaktionen pro Sekunde fuehrt. Dabei haben die Transaktionen einen hohen Komplexitaetsgrad, da die Mehrzahl aus Suchvorgaengen mit einer Vielzahl von Suchbegriffen besteht.

Die hohen Transaktionsvolumen waren vor ein bis zwei Jahren nur mit Mainframes zu bewaeltigen. Die Entwicklung der Multiprozessortechnik ermoeglicht jedoch auch den Einsatz von Unix- Servern. AMS setzt hier auf die symmetrischen Multiprozessorsysteme (SMP) Escala von Bull. Eine zusaetzliche Voraussetzung wurde auch durch Informix, Version 7, mit seiner Dynamic Scalable Architecture geschaffen, die SMP-Systeme optimal fuer einen Datenbank-Server ausnutzen kann. Die hohen I/O-Volumina auf der Plattenseite werden durch den Einsatz intelligenter Disk- array-Einheiten wie Bull DAS 2200/ Clariion 2200 mit einem erheblich besseren Laufzeitverhalten bewaeltigt, als es normale Platten-systeme gestatten.

Altes und neues Verfahren integriert

Schnellere Prozessoren, die noch in diesem Jahr erwartet werden, sowie die 64-Bit-Adressierung fuer Unix werden die Einsatzmoeglichkeiten solcher Konfigurationen weiter in die Naehe von Mainframes mit bipolaren Prozessoren verschieben.

Der Uebergang vom bisherigen Dialogverfahren auf das neue Drei- Ebenen-Client-Server-System vollzieht sich kontinuierlich. Dialoge des alten Verfahrens werden in sukzessiven Phasen durch die erweiterten Dialoge des neuen Verfahrens ersetzt oder es kommen neue Dialoge hinzu. Dabei sind auf der Client-Seite das neue und das alte Verfahren so weit integriert, dass die Fenster mit der alten Alpha-Oberflaeche gleichzeitig aus den neuen Fenstern mit grafischer Oberflaeche bedient werden koennen. Auf der Server-Seite werden mit Hilfe gemeinsamer Transaktionen und Datenbanken die Aktualitaet und Integritaet der Daten des alten und des neuen Verfahrens sichergestellt. Diese Loesung vermeidet einerseits alle negativen Effekte fuer die Anwender und bietet ihnen andererseits den Vorteil einer modernen grafischen Oberflaeche sowie eine erweiterte Funktionalitaet.

Das Hauptproblem, das es fuer das neue System zu loesen galt, bestand darin, die unterschiedlichen Betriebssysteme Windows, vier verschiedene Unix-Varianten, BS2000 sowie die Datenbanksysteme Sesam und Informix sowohl auf den Mainfraimes als auch Informix auf den Unix-Maschinen zu integrieren. Dabei stellte die Arbeitsvermittlung Transaktionssicherheit, Zuverlaessigkeit und Offenheit in den Vordergrund.

Entscheidend fuer die Integra- tion war der TP-Monitor Open UTM. Er ist unter allen verwendeten Unix- und Mainframe-Betriebssystemen ablauffaehig und ermoeglicht ueber seine Verteilungskomponente die Kommunikation der Systeme untereinander, so wie es das X/Open- Konzept festlegt.

Die von X/Open definierte XA-Schnittstelle ermoeglicht die Kopplung von Datenbanken unterschiedlicher Art, wie im Falle des AMS- Projekts, Sesam/SQL und Informix ueber ein gemeinsames Transaktionskonzept. Auf diese Weise sind Two-Phase-Commit- gesicherte Transaktionen im gesamten Netz auf unterschiedlichen Betriebs- und Datenbanksystemen moeglich, wobei selbst Multisite- Update erlaubt ist.

Obwohl Open UTM es gestattet, den Client voll in das Transaktionskonzept einzubinden, wurde bei diesem Projekt aus Zuverlaessigkeitsgruenden bewusst auf die Integration der PC-Clients verzichtet. PC-Anwender sind es gewohnt, ihren Rechner jederzeit ein- und ausschalten beziehungsweise neu booten zu koennen, was bei Integration in ein gemeinsames Transaktionskonzept zwangslaeufig zum Blockieren der unterschiedlichsten Ressourcen im System fuehren wuerde.

Der TP-Monitor erlaubt es jedoch, den Client aus der Transaktion herauszunehmen. Wenn ein Client aufgrund einer Fehlbedienung eine Nachricht nicht mehr entgegennehmen kann, wird ein automatischer Rollback durchgefuehrt, statt die Transak- tion aufrechtzuerhalten. Hierdurch werden generell alle durch die Transaktion belegten Ressourcen freigegeben, womit eine hohe Verfuegbarkeit erzielt und der Administrationsaufwand erheblich reduziert wird.

Flexible Verteilung von Programmen und Daten

Auf der Softwareseite sind die Aufteilung des Programmcodes auf die dritte Client-Server-Ebene und die Kommunikation der Komponenten untereinander folgendermassen geloest:

Der Client enthaelt den Praesentationsteil der Applikation, der in C++ geschrieben ist und dem Endbenutzer eine grafische Schnittstelle unter Windows bietet.

Der Client kommuniziert generell mit der Standardapplikation "UTM- Router" auf seinem zugehoerigen lokalen Unix-Server. Die Programmteile, die die Geschaefts- sowie die Datenbankzugriffslogik enthalten, liegen in eigenen sogenannten UTM-User- Applikationen. Sie befinden sich auf allen lokalen und zentralen Servern. Abhaengig davon, auf welchem Server die Datenbanken liegen, werden die Programmkomponenten der Geschaefts- und Datenbankzugriffslogik, die hierauf zugreifen, in die User-Applikation des entsprechenden Servers eingebunden.

Die Anwendungen laufen auf den lokalen und zentralen Servern transaktionsgesichert. In Fehlerfaellen nimmt der TP-Monitor fuer die beteiligten Datenbanken die notwendigen Restarts zur Sicherstellung der globalen Datenkonsistenz vor. Die Moeglichkeit, den Client optional aus der Transaktionsklammer herauszunehmen, erspart Administrationsaufwand, minimiert den Ressourcenbedarf und stabilisiert das System gegen Fehlbedienungen und Systemfehler.

Die Router-Applikation verteilt die von den Clients empfangenen Auftraege dynamisch an die entsprechende User-Applikation, die den Auftrag ausfuehrt.

Umverteilung ohne Einfluss auf Programme

Dieses Design gestattet eine weitgehende Unabhaengigkeit vom Daten- Management-Modell. Das bedeutet, dass eine Umverteilung von Datenbanken auf andere Server keinen Einfluss auf die Programme hat, sondern lediglich die User-Applikationen neu gebunden werden muessen. Dies schafft die Flexibilitaet fuer eine moegliche schrittweise Dezentralisierung von Daten.

Ein solches Drei-Ebenen-Client-Server-Design auf der Basis dieses TP-Monitors erweist sich aus folgenden Gruenden als vorteilhaft:

Der Programmcode kann nach Belieben auf die verschiedenen Ebenen verteilt werden. Dies erlaubt es, den Transport von Daten so aufzuteilen, dass die Uebertragungszeiten die Antwortzeiten selbst bei groesseren Treffermengen nicht beeinflussen. Es wird einfach nur so viel in der Drei-Ebenen-Struktur transportiert, wie es ein selbstgesetztes Zeitlimit zulaesst. Es ist immer moeglich, in weniger als fuenf Sekunden so viele Daten zu transportieren, wie auf einen Bildschirm passen, selbst wenn man langsame Uebertragungsleitungen benutzt. Der Programmdesigner unterliegt hier keinerlei technischen Restriktionen, wie sie bei anderen Client-Server- Loesungen vorgegeben sind.

Die PC-Clients werden nicht mit der Verwaltung grosser Datenmengen oder riesiger Programme belastet, wodurch bessere Laufzeiten erzielt werden und die Administration einfach bleibt. In Hinblick auf die hohe Anzahl der Endgeraete werden Hardwareressourcen wie zum Beispiel der Hauptspeicher minimiert. Dies wird besonders verstaendlich, wenn man bedenkt, dass bei einem Aufkommen von mehr als 10000 Geraeten Mehrkosten von nur 100 Mark pro Geraet sofort Gesamtkosten von ueber eine Million Mark verursacht werden.

Two-Phase-Commit-Transaktionen auf heterogenen Datenbanken sowie automatischer Rollback bei Fehlbedienung garantieren Datenintegritaet und Zuverlaessigkeit.

Der Einsatz offener Schnittstellen macht es moeglich, mit anderen Systemen zu kommunizieren. Er erleichtert die Integration in ein uebergreifendes Gesamtkonzept und gibt die Flexibilitaet, die erforderlich ist, um DV-seitig schnell auf technische Innovationen, besonders aber auf alle Veraenderungen des Arbeitsmarkts reagieren zu koennen.

Das AMS-Projekt basiert auf einem anspruchsvollen Drei-Ebenen- Konzept, das innovative Techniken nutzt. Viele Anwender zoegern noch, derartige Techniken anzuwenden, weil sie befuerchten, dass sie das Zeitverhalten, die Stabilitaet, die Verfuegbarkeit und die Administration der Anwendungen vor unloesbare Probleme stellen koennten. Das AMS-Projekt ist der Beweis, dass transaktionsgesicherte Drei-Ebenen-Anwendungen nicht nur generell moeglich sind, sondern dass sie sich auch mit Tausenden von Client- PCs betreiben lassen.

*Lennart Ignell ist Leiter der DV-Abteilung der schwedischen Arbeitsvermittlung AMS (Arbetsmarknadstyreisen) ADB Enheten in Solna, Schweden.

Kurz 38; buendig

Eine der umfangreichsten Client-Server-Anwendungen in Europa hat die Schwedische Arbeitsvermittlung (AMS) in Betrieb genommen. War schon bisher eine dezentrale Loesung in Betrieb, so setzt man nun bei den Applikationen auf Konzepte mit Client-Server-Strukturen auf drei Ebenen, mit verteilter Datenhaltung und offenen Systemen in Anlehnung an das X/Open-Kommunikationskonzept fuer verteilte Transaktionsverarbeitung (DTP-Modell). Die Behoerde betreibt ein landesweites Netz mit ueber 11000 Clients, 500 lokalen und vier zentralen Servern. Bis zu 1500000 Dialogtransaktionen werden taeglich von den Clients an die zentralen Server geschickt.