Обзор серверов баз данных от ведущих компаний-производителей. Механизмы доступа к внешним базам данных

• упреждающее асинхронное чтение, что повышает скорость выполнения сложных запросов;
• использование кластерных систем;
• распределенную обработку запросов, в том числе к базам данных других производителей;
• расширенные хранимые процедуры, позволяющие осуществить легкий доступ к не-SQL функциям (Java, 3GL-системы, функции операционной системы и т.д.);
• параллельную обработку запросов в многопроцессорных системах;
• параллельную работу утилит администрирования;
• интеграцию с популярными системами безопасности, такими как Kerberos.

Еще одна линия серверных  продуктов Sybase ведет свое начало от сервера баз данных Watcom SQL Anywhere, отличавшегося  компактностью и простотой администрирования. Последняя версия этого продукта называется Adaptive Server Anywhere 6.0.3. Этот сервер предназначен для обслуживания небольших рабочих групп, для применения в портативных компьютерах в качестве персонального сервера с периодической репликацией, а также в мобильных устройствах - существуют версии этого сервера для Windows CE 2.1 и версия UltraLite для разнообразных мобильных устройств (исключая разве что тамагочи).

Для управления распределенными  транзакциями Sybase выпускает монитор  транзакций - Jaguar CTS.

Для создания многомерных хранилищ данных у Sybase существует еще один серверный продукт - Adaptive Server IQ, позволяющий создавать хранилища на основе данных не только из СУБД производства Sybase, но и из СУБД других производителей. Отметим также, что существует ряд продуктов под общим названием Sybase Industry Warehouse Studio, ориентированных на обслуживание конкретных предметных областей: торговли (Retail Warehouse Studio), здравоохранения (Healthcare Warehouse Studio), страхования (Life Insurance Warehouse Studio) и др.

Помимо серверных продуктов Sybase производит средства разработки, ориентированные на создание клиентских приложений для них (PowerBuilder, PowerJ, PowerSite; последнее предназначено для создания Web-приложений), и средства проектирования данных и генерации кода приложений. Последние можно отнести к универсальным средствам - CASE-средство DataArchitect поддерживает широкий спектр СУБД различных производителей, а генератор приложений AppModeler способен генерировать код не только для PowerBuilder и Optima++, но и для Delphi, Visual Basic, Web-приложений с использованием ASP.

1.4 Informix

Ведущий продукт фирмы Informix - Informix Dynamic Server, последняя версия которого называется Informix Dynamic Server.2000 (выпущена в сентябре 1999 года). Данный продукт поддерживает платформы UNIX и Microsoft Windows NT и обеспечивает эффективную работу как на одно-, так и на многопроцессорных системах, а также в кластерах. Сервер построен по архитектуре Dynamic Scalable Architecture (DSA), обеспечивающей мощные средства для параллельной обработки данных. В числе основных характеристик Informix Dynamic Server следует отметить:

• использование для управления дисковым пространством как средств операционной системы (UNIX или Microsoft Windows NT), так и собственных функций, позволяющих обойти ограничения операционной системы и добиться более высокой производительности, - такое управление дисковым пространством называется Raw Disk Management;
• управление разделением памяти - поддержку одновременного доступа к данным, находящимся в памяти, несколькими приложениями;
• динамическое управление потоками;
• поддержку фрагментации таблиц и индексов на нескольких дисках;
• распараллеливание запросов (parallel database query, PDQ);
• зеркалирование данных.

Сервер поддерживает двухфазное завершение транзакций, гетерогенные транзакции (в этом случае в транзакциях может принимать участие и не-Informix сервер, доступный через Informix Enterprise Gateway).

Расширения функциональности сервера реализуются на базе DataBlade - коллекций объектов баз данных и подпрограмм на языке С, подключаемых к базе данных. Для разработки DataBlades необходимо использовать DataBlade Developer's Kit. Фирма Informix и целый ряд независимых производителей выпускают модули DataBlade, такие, например, как Excalibur Text DataBlade Module, Informix Geodetic DataBlade Module, Informix TimeSeries DataBlade Module, Excalibur Image DataBlade Module, Informix Web DataBlade Module и ряд других.

Входящие в состав Informix Dynamic Server клиентские утилиты предназначены для подключения к серверу и обработки информации (DB-Access) и для выполнения функций администрирования (DB/Cockpit).

Клиентские приложения могут создаваться с использованием языков Informix ESQL (средство для разработки на языке С, позволяющее включать в приложения запросы к данным на языке SQL), а также С, С++, Java, Visual Basic и Delphi. Помимо этого существует собственное средство разработки - Informix-4GL и Informix Client Software Developer's Kit.

Фирма Informix выпускает Informix ODBC Driver, OLE DB Provider для Informix Dynamic Server и Informix JDBC Driver.

В состав продукта входят собственно сервер, а также Informix Connect 2.30, DataBlade Developer's Kit 4.0 и Informix Server Administrator 1.0.

Для генерации отчетов  предлагается Informix-ViewPoint - визуальное средство, рассчитанное на пользователей. Версия Pro также содержит средства администрирования.

Говоря о сервере  фирмы Informix, следует упомянуть и  поддержку OLAP: продукт под названием Informix MetaCube поставляется как часть Informix Decision Frontier - комплексного решения для создания хранилищ данных.

Среди других продуктов  фирмы Informix следует отметить:

• Informix Internet Foundation.2000 - специально разработанный для Internet вариант Informix Dynamic Server;
• i.Reach - корпоративный репозитарий для хранения данных различного типа, интеллектуального управления информацией и извлечения данных. Основное назначение данного продукта - поддержка включения в содержимое корпоративных сайтов электронных документов и их последующее обслуживание;
• i.Sell - комплексное решение для электронной коммерции на базе Informix Dynamic Server.

1.5 DB2

Семейство серверных  СУБД фирмы IBM, известное под названием DB2 Universal Database, представляет собой стратегию IBM по объединению продуктов DB2 для различных платформ в единую линию. Впервые появившееся в 1996 году семейство DB2 Universal Database объединяло в себе функциональные возможности таких продуктов фирмы, как DB2 Common Server, DB2 Parallel Edition (DB2 PE), Net.Data, Data Propagator и технологии DataHub, и предназначалось для платформ UNIX, OS/2 и Microsoft Windows NT.

Отметим, что при переносе DB2 на не-IBM-платформы фирма старается  максимально использовать уникальные функциональные возможности конкретной платформы. Например, в DB2 for Windows 2000 для обеспечения безопасности используется Windows NT LAN Manager, полностью поддерживается Windows Performance Monitor, Systems Management Server, интеграция с Active Directory для каталогизации баз данных, а также такие интерфейсы доступа к данным, как ODBC, ADO и OLE DB. Помимо этого DB2 for Windows 2000 поддерживает Microsoft Transaction Services (MTS) в качестве координатора при создании приложений, использующих распределенные транзакции.

Для разработчиков, использующих Microsoft Visual Studio, становятся доступными дополнительные модули, например Stored ProcedureBuilder, включаемый непосредственно в среду Visual Studio. IBM также предлагает собственные средства разработки, например IBM VisualAge for Java, позволяющие создавать приложения, работающие с данными в DB2. Продукт также поддерживает создание хранимых процедур на языке Java (Java Stored Procedure Builder).

Помимо этого IBM предлагает бесплатное средство для миграции данных из Microsoft Access в DB2, а также средства для миграции данных из Oracle, Microsoft, Sybase и Informix.

К основным характеристикам  СУБД можно отнести поддержку  реляционных и комплексных данных через объектные расширения, возможность работы на мультипроцессорных платформах, поддержку кластеров, 64-битную архитектуру памяти и распараллеливание запросов, возможность создания Web-приложений (поддерживаются такие технологии, как Java, JDBC, SQLJ, XML) и наличие средства для гетерогенного администрирования и обработки данных.

Семейство DB2 функционионирует на системах AS/400 и RISC System/6000, мэйнфреймах IBM, машинах от Hewlett-Packard и Sun Microsystems и  на таких операционных системах, как Windows NT и Windows 95/98, OS/2, AIX, HP-UX, SCO UnixWare, Linux, NUMA-Q и Sun Solaris, и сейчас поддерживает портативные устройства под управлением Windows CE и Palm OS.

DB2 Universal Database выпускается  в редакциях DB2 Universal Database Enterprise - Extended Edition (платформы AIX, Solaris и Windows NT), DB2 Universal Database Enterprise Edition (платформы AIX, HP-UX, Linux, OS/2, Solaris и Windows NT), DB2 Universal Database Workgroup Edition (платформы Linux, OS/2 и Windows NT) и DB2 Universal Database Personal Edition (платформы OS/2, Linux, Windows 9x и Windows NT).

К дополнительным продуктам можно отнести:

• DB2 OLAP Server - средство для онлайновой аналитической обработки данных и реализации хранилищ данных, интегрирующее ядро Hyperion Essbase с семейством DB2 Universal Database. Работает с Hyperion Integration Server (Hyperion), Hyperion Wired for OLAP (Hyperion), Brio.Insight (Brio Technology), BUSINESSOBJECTS (Business Objects), PowerPlay (Cognos), Lotus 1-2-3 (Lotus), Excel, Internet Explorer, Visual Basic (Microsoft) и Crystal Info (Seagate);
• DB2 Connect - средство для управления соединениями различных клиентов с DB2 на AS/400;
• DB2 Universal Developer's Edition - рассчитанное на разработчиков средство для создания и тестирования приложений в архитектуре <клиент-сервер>, работающих с данными DB2;
• DB2 DataJoiner - средство для доступа к реляционным и нереляционным данным, расположенным на различных платформах как к единому <образу> данных;
• DB2 Data Links Manager - средство для управления дополнительными файлами, подключаемыми к СУБД;
• DB2 Query Patroller - набор средств для создания запросов и управления ресурсами для систем принятия решений. DB2 Query Patroller получает ODBC-запросы от клиента, анализирует их и динамически распределяет запросы по различным узлам DB2 UDB Enterprise - Extended Edition;
• DB2 Net.Data - приложение, позволяющее Web-разработчикам создавать динамические Internet-приложения, используя Web Macros;
• DB2 Universal Database Satellite Edition - средство для внедрения масштабируемых мобильных решений, для управления удаленными пользователями. Поддерживает функции репликации, централизованное администрирование и средства управления через Web - DB2 Web Control Center;
• DB2 Everywhere - СУБД для Palm OS и Windows CE, обеспечивающее SQL-функции и синхронизацию данных с другими реляционными базами данных, с данными Lotus Notes/Domino и PIMs.

2. Механизмы доступа к внешним базам данных

Все серверные СУБД имеют  клиентскую часть, которая обращается к БД посредством СУБД. Между клиентским приложением и СУБД не существует прямой связи и дополнительно встраиваются программные модули, позволяющие клиентскому приложению получать доступ к БД, создаваемым с помощью разных СУБД. Такие модули называются механизмами доступа к данным.

Для обеспечения доступа  к базам данных на стороне Web-клиента  применяется Java-технология. Java - это современный объектно-ориентированный язык программирования для разработки приложений, созданный специально для распределенных сред. Технология Java позволяет создавать полноценные приложения для работы с компьютерной графикой, файловыми системами и компьютерными сетями.

Одно из важных свойств Java-технологии - это мобильность, суть которой заключается в том, что  написанный на Java код может исполняться  на любой компьютерной платформе. Java-приложения компилируются в особый код (так  называемый байт-код), исполняемый на виртуальной машине (Java Virtual Machine). Байт-код является универсальным форматом программы, единым для всех аппаратных платформ - и для рабочих станций, и для больших универсальных ЭВМ, и для персональных компьютеров. Java-технология обеспечивает быстрый цикл компиляции и отладки программ. Еще на стадии компиляции проводится выявление многих ошибок и частичная оптимизация программ.

Пользователю готовых Java-приложений достаточно иметь клиентскую программу, имитирующую работу виртуальной машины. Виртуальная машина представляет собой довольно компактный интерпретатор байт-кода Java. Перед первым запуском нового приложения виртуальная машина проверяет его код на принадлежность к байт-коду (на правильность инструкций Java), безопасность команд для компьютера и локальной сети, соответствие разрешенным операциям, а также на целый ряд дополнительных условий. Это необходимо, поскольку приложения, распространяемые по сети, создаются разными людьми с различными намерениями, причем дурные намерения тоже не исключены. Непосредственно перед запуском виртуальная машина производит сборку модулей и устанавливает связи между именами, при этом поиск недостающих модулей производится не только в системе, но и на серверах Internet. Затем, собственно, и начинается работа приложений.

Технология разработки HTML-документа позволяет написать произвольное количество дополнительных Java-программ, откомпилировать их в мобильные коды и поставить ссылки на соответствующие коды в теле HTML-документа. Такие дополнительные Java-программы называются апплетами (Java-applets).

Поскольку апплет представляет собой произвольную Java-программу, то, в частности, он может быть специализирован  для работы с внешними базами данных. Опираясь на использование классов, апплет может получить от пользователя информацию, характеризующую его запрос к базе данных, в том же виде, как если бы использовался стандартный механизм форм языка HTML, а может применять какой-либо другой интерфейс.

Для взаимодействия Java-апплета  с внешним сервером баз данных разработан специализированный протокол JDBC, который, фактически, сочетает функции шлюзования между интерпретатором мобильных Java-кодов и интерфейсом ODBC (Open Data Base Connectivity). JDBC - это разработанный JavaSoft прикладной программный SQL интерфейс API JDBC к базам данных. Этот API позволяет использовать стандартный набор процедур высокого уровня для доступа к различным БД.

JDBC базируется на интерфейсе  уровня вызовов X/Open SQL CLI - основе ODBC. Прикладной программный интерфейс  JDBC реализуется поверх других SQL-API, включая ODBC. То есть, все базы данных, допускающих работу с ODBC, будут взаимодействовать с JDBC без изменений. При использовании JDBC Internet-пользователи подключаются к Web-серверу и загружают HTML-документ с апплетом. Апплет выполняется на клиентской ЭВМ в среде браузера и устанавливает связь с сервером базы данных. Механизм связи с базами данных является классом Java.

Архитектура JDBC состоит  из двух уровней: JDBC API, который обеспечивает связь между приложением и менеджером JDBC и драйвер JDBC API, который поддерживает связь между JDBC менеджером и драйвером (рис.3). Разработчики имеют возможность взаимодействовать напрямую с ODBC посредством моста JDBC-ODBC.

JDBC API представляет собой  набор классов (пакет или package) для установки соединений с базами данных, создания SQL-выражений, обработки результатов. JDBC-драйвера могут быть написаны на Java и загружены как часть апплета или быть написаны используя "родной" код компьютера (как шлюз к существующим библиотекам СУБД API). Примером такого шлюза является JDBC-ODBC мост (JDBC-ODBC bridge). Он транслирует JDBC запросы в вызовы ODBC, что позволяет получить доступ к огромному множеству существующих ODBC драйверов.

Использование Java-апплетов в общем обеспечивает более гибкое решение.Так как апплет - это часть HTML-документа, то для включения нового апплета нужно всего-навсего перекомпоновать документ без задействия Web-cервера. Апплеты передаются по сети только в тот момент, когда их нужно выполнять. При этом они могут загружаться из разных мест и после загрузки взаимодействовать друг с другом.

С другой стороны, байт-код Java исполняется интерпретатором, а  не является откомпилированной на данной платформе программой. Отсюда возникает первый очевидный недостаток - это скорость выполнения кода, так как интерпретатор работает гораздо медленнее откомпилированной программы. Собственно, и другие свойства технологии (объектная ориентируемость, использование многопоточности, отсутствие адресной арифметики и т.п.) в большинстве случаев при стандартной комплектации оборудования, только тормозят выполнение программы.