Bài giảng Thiết kế kiến trúc

Thiết kế kiến trúc Thiết kế kiến trúc Mở đầu  Các thành phần kiến trúc Các mô hình kiến trúc Tạo thiết kế kiến trúc hệ thống Đặc tả phần cứng và phần mềm 1. Mở đầu Trong môi trường hiện nay, phần lớn các HTTT được vận hành trên mạng máy tính. Việc chọn lựa một mô hình mạng máy tính thích hợp để HTTT vận hành trên đó nhằm đáp ứng nhu cầu của tổ chức là việc không đơn giản. Thiết kế kiến trúc là bước quan trọng trong giai đoạn thiết kế hệ thống. Nó lập kế hoạch cho việc HTTT hoạt động phân tán trên mạng máy tính thích hợp. Một số vấn đề trong thiết kế kiến trúc khiến cho việc này trở nên phức tạp: Chiếm tỷ trọng đáng kể trong toàn bộ chi phí thực hiện dự án HTTT. Đòi hỏi phải có tầm nhìn tương đối xa về sự phát triển của HTTT trong tổ chức. Trên thị trường có quá nhiều thiết bị phần cứng cũng như các loại phần mềm mới. Ngoài ra cũng có nhiều chuẩn mở về IT (chuẩn truyền dữ liệu, chuẩn phần cứng, chuẩn phần mềm, mô hình mạng). Thiết kế kiến trúc Mở đầu Các thành phần kiến trúc  Các mô hình kiến trúc Tạo thiết kế kiến trúc hệ thống Đặc tả phần cứng và phần mềm 3. Các thành phần kiến trúc Các thành phần kiến trúc chính trong một HTTT bất kỳ là phần cứng và phần mềm. Phần cứng: Máy tính, máy chủ, mạng máy tính và thiết bị mạng, các thiết bị ngoại vi.- Phần mềm: Hệ điều hành, hệ quản trị CSDL, trình tiện ích, trình dịch, công cụ phát triển chương trình, phần mềm ứng dụng. Các thành phần phần mềm chính của HT phải được xác định và bố trí trên các thành phần phần cứng khác nhau mà HT sẽ vận hành trên đó. Mục tiêu của thiết kế kiến trúc là xác định những phần nào của phần mềm ứng dụng sẽ được gắn với những phần cứng nào. Ví dụ. - HTTT dựa trên Web sẽ chạy trình duyệt trên máy tính để bàn nhưng tương tác với Web server trên Internet. - HTTT trong một công ty có thể có chương trình VB được cài trên máy tính này nhưng tương tác với DB server nằm ở máy tính khác trên mạng. Mọi hệ thống phần mềm có thể được phân thành bốn chức năng cơ bản bao gồm: Lưu trữ dữ liệu (data storage). Logic truy xuất dữ liệu (data access logic). Logic ứng dụng (application logic). Logic biểu diễn (presentation logic). Bốn chức năng này chính là các khối căn bản tạo nên phần mềm HTTT bất kỳ. Tóm lại trong quá trình thiết kế kiến trúc, PTV cần trả lời được các câu hỏi sau: - Chọn kiến trúc hệ thống nào? Dùng phần cứng nào (loại, đặc tính kỹ thuật)? Dùng phần mềm nào (loại, tiêu chuẩn)? Bốn chức năng cơ bản của phần mềm HTTT sẽ được phân bố thực hiện trên kiến trúc hệ thống ra sao? Các câu trả lời phải được viết thành hồ sơ đặc tả kiến trúc hệ thống. Thiết kế kiến trúc Mở đầu Các thành phần kiến trúc Các mô hình kiến trúc  Tạo thiết kế kiến trúc hệ thống Đặc tả phần cứng và phần mềm 4. Các mô hình kiến trúc Có ba mô hình kiến trúc mà PTV có thể xem xét: Kiến trúc dựa trên Server. (Server-Based Architectures)- Kiến trúc dựa trên Client.  (Client-Based Architectures)- Kiến trúc Client-Server. (Client-Server Architectures) Bốn chức năng của phần mềm (HTTT) sẽ được phân bố thực hiện trên những thành phần máy tính khác nhau tùy theo kiến trúc hệ thống. Kiến trúc dựa trên Server Kiến trúc dựa trên Client Kiến trúc Client-Server (Two-Tiered) Hầu hết các tổ chức hiện nay đều dùng kiến trúc Client-Server nhằm cân bằng việc xử lý giữa client và server. Trong kiến trúc Client-Server: Phía client chịu trách nhiệm về logic biểu diễn. Còn phía server chịu trách nhiệm về logic truy xuất dữ liệu và lưu trữ dữ liệu. Còn logic ứng dụng có thể ở phía client hoặc server, hoặc chia ra giữa hai phía. Phân loại thick client và thin client dựa vào phía client chịu trách nhiệm nhiều hay ít logic ứng dụng. Ưu điểm của kiến trúc Client-Server. - Có thể điều chỉnh tăng hoặc giảm năng lực lưu trữ, khả năng xử lý của các server. Mạng tin cậy hơn vì không có một máy server nào hỗ trợ hết mọi ứng dụng. - Có thể dùng nhiều loại máy tính client và server khác nhau với hệ điều hành khác nhau nhờ các middleware. Đối với kiến trúc thin client-server dùng các chuẩn Internet thì dễ tách ra logic biểu diễn, logic ứng dụng và logic truy xuất dữ liệu. Hạn chế của kiến trúc Client-Server. - Việc xử lý phức tạp hơn. Mọi ứng dụng trên kiến trúc này đều phải có hai phần, phần mềm trên client và phần mềm trên server. - Việc cập nhật phần mềm cũng phức tạp, phải làm cả hai nơi, ở phía client lẫn phía server. - Xuất hiện các kỹ thuật và ngôn ngữ lập trình mới đòi hỏi chuyên viên IT phải học hỏi và cập nhật. Có nhiều cách để logic ứng dụng được phân bố trên kiến trúc Client-Server. - Kiến trúc two-tiered  chỉ dùng hai tập máy tính, các máy client và các máy server. - Kiến trúc three-tiered  dùng ba tập máy tính, các máy tính chịu trách nhiệm về logic biểu diễn (client), các máy tính chịu trách nhiệm về logic ứng dụng (application server), và các máy tính chịu trách nhiệm về logic truy xuất dữ liệu và lưu trữ dữ liệu (database server). Kiến trúc Client-Server (Three-Tiered) Kiến trúc Client-Server (Four-Tiered) So sánh kiến trúc Client-Server two-tiered và N-tiered. Ưu điểm là tách việc xử lý ra nhằm cân bằng tốt hơn lượng công việc trên các server. Đồng thời dễ điều chỉnh tăng hoặc giảm khả năng các server. Nhược điểm là tăng tải trên mạng máy tính. Đồng thời việc lập trình và kiểm tra chương trình cũng phức tạp hơn. Thiết kế kiến trúc Mở đầu Các thành phần kiến trúc Các mô hình kiến trúc Tạo thiết kế kiến trúc hệ thống  Đặc tả phần cứng và phần mềm 4. Tạo thiết kế kiến trúc hệ thống PTV sẽ tạo ra bảng thiết kế kiến trúc để đến giai đoạn xây dựng bảng này sẽ hướng dẫn cho việc thiết lập cơ sở hạ tầng mạng trên đó HTTT mới sẽ vận hành. Bảng thiết kế kiến trúc cần chỉ rõ: Kiến trúc nào được dùng (chi phí thấp thường chọn kiến trúc Client-Server). Các phần cứng và phần mềm nào được dùng cho phía client lẫn phía server. Các bước tạo thiết kế kiến trúc: - Làm rõ cụ thể các yêu cầu phi chức năng. - Việc chọn lựa kiến trúc nào cần dựa trên các yêu cầu chi tiết phi chức năng và chi phí. - Bốn nhóm yêu cầu phi chức năng thường được xem xét. Yêu cầu vận hành.Yêu cầu hiệu suất.Yêu cầu an toàn, bảo mật.yêu cầu văn hóa, chính trị. Yêu cầu vận hành (Operational Requirements) Yêu cầu hiệu suất (Performance Requirements) Yêu cầu an toàn (Security Requirements) Yêu cầu văn hóa, chính trị (Cultural and Political Requirements) Các yêu cầu phi chức năng và thiết kế kiến trúc Thiết kế kiến trúc Mở đầu Các thành phần kiến trúc Các mô hình kiến trúc Tạo thiết kế kiến trúc hệ thống Đặc tả phần cứng và phần mềm  5. Đặc tả phần cứng và phần mềm Đặc tả là bảng mô tả cụ thể, rõ ràng phần cứng và phần mềm cần thiết để xây dựng và duy trì HTTT hoạt động. Bảng đặc tả cần phải có nếu như phải mua phần cứng và phần mềm. Đặc tả cần tôn trọng các chính sách mua sắm của tổ chức. Việc mua sắm các thiết bị và phần mềm thường do bộ phận trong tổ chức chịu trách nhiệm. PTV ở vai trò tư vấn là chính. Xác định các nhu cầu phần mềm. - Hệ điều hành, phần mềm chuyên dụng.- Cần chú ý đến các dịch vụ kèm theo như huấn luyện, bảo hành, bảo trì, bản quyền. Xác định các nhu cầu phần cứng. - Máy tính client, máy tính server, thiết bị ngoại vi (máy in, máy quét, thiết bị đồ họa), thiết bị sao lưu, vật dụng lưu trữ.- Cần chú ý cấu hình tối thiểu và các thông số, đặc tính kỹ thuật. Tóm lại, chúng ta đã nói về … Mở đầu  Các thành phần kiến trúc  Các mô hình kiến trúc  Tạo thiết kế kiến trúc hệ thống  Đặc tả phần cứng và phần mềm 