ملزمة النظم الموزعة PDF

‫قسم تقنية معلومات – مستوى رابع‬  Distributed Systems and Parallel Processing ‫األنظمة الموزعة والمعالجة المتوازية‬ Cloud Computing Virtualization Clustering Distributed System Models ‫الحوسبة ا...

‫قسم تقنية معلومات – مستوى رابع‬  Distributed Systems and Parallel Processing ‫األنظمة الموزعة والمعالجة المتوازية‬ Cloud Computing Virtualization Clustering Distributed System Models ‫الحوسبة السحابية‬ ‫االفتراضية‬ ‫التجمع‬ ‫نماذج األنظمة الموزعة‬ Service Oriented Architecture Cloud Programming ‫معمارية موجه الخدمة‬ ‫الحوسبة البرمجية‬ Grid Computing ‫إعداد املنهج‬ Peer-to-Peer Computing 2 ‫الحوسبة الشبكية‬ ‫سمؤله ددي‬.‫أ‬ ‫حوسبة الند للند‬ ‫سمؤله ددي‬.‫أ‬  ‫املحاضرة األولى‬ ‫‪Distributed System‬‬ ‫األنظمة الموزعة‬ ‫( المقدمة )‬ ‫‪3‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫تعريف األنظمة الموزعة‬ ‫‪ ‬األنظمة الموزعة هي نمط من تصميم األنظمة الحاسوبية التي تتكون من عدد أجزدز أو‬ ‫عقد متصلة ببعضزا البعض عبر شبكة يتم توزيع المزام والمسؤوليات عبر هذه األجزز‬ ‫المتصلة‪.‬وتعمل معا ً كنظام واحد متكامل‪.‬‬ ‫‪ ‬األنظمة الموزعة هي عبار عن نظام برمجي يعمل على العديد من األجزدز مرتبطدة مدع‬ ‫بعض بشبكه واحد والتي تبدو كنظام واحد‪.‬‬ ‫‪ ‬يتكددون النظددام المددوزد مددن عددد أجزددز كمبيددوتر مسددتقلة تتواصددل عبددر شددبكة كمبيددوتر‬ ‫تتفاعل أجزز الكمبيوتر مع بعضزا البعض من اجل تحقيق هدف عام‪.‬‬ ‫‪ ‬النظام الموزد هو نظام تتوضع فيه المكونات على حواسيب متعددد متصدلة عبدر شدبكة‪،‬‬ ‫وتتصل هذه المكونات وتنسق أعمالزا المختلفة عن طريق تبادل الرسائل‪.‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪4‬‬  ‫األنظمة الموزعة‬ ‫يتميز النمط الموزد بأنه يوفر العديد من المزايا والفوائد‪ ،‬بما في ذلك‪:‬‬ ‫‪.1‬التوازن وتحمل األعباء‪ :‬يمكن توزيع المزام والعمليات عبر العديد من األجزز ‪ ،‬مما يسمح بتحميل التحميل‬ ‫والتوازن بشكل أفضل على النظام بأكمله‪.‬هذا يساعد في تحسين األداء واالستجابة‪.‬‬ ‫‪.2‬االستدامة والمرونة‪ :‬في حالة حدوث خطأ أو عطل في جزاز واحد‪ ،‬يمكن أن تستمر باقي األجزز في العمل‬ ‫وتقديم الخدمات‪.‬هذا يزيد من استدامة النظام ويحسن مرونته‪.‬‬ ‫‪.3‬القابلية للتوسع‪ :‬يمكن بسزولة إضافة أجزز إضافية إلى النظام الموزد لزياد قدرته وموارده‪.‬هذا يتيح‬ ‫توسيع النظام ومعالجة أحمال العمل المتزايد دون توقف الخدمة‪.‬‬ ‫‪.4‬االستفاد من الموارد الموزعة‪ :‬يمكن استغالل موارد متعدد مثل الذاكر والمعالجة وقواعد البيانات‬ ‫الموزعة في األنظمة الموزعة‪.‬هذا يسمح بتحسين أداء التطبيقات ومعالجة كميات كبير من البيانات‪.‬‬ ‫تتواجد األنظمة الموزعة في العديد من التطبيقات مثل الشبكات االجتماعية‪ ،‬والمواقع اإللكترونية ذات الحمولة‬ ‫العالية‪ ،‬ونظم المصرفية عبر اإلنترنت‪ ،‬واأللعاب عبر اإلنترنت‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪5‬‬  ‫هناك جانبين مزمين في تعريف األنظمة الموزعة هما‪:‬‬ ‫)‪(1‬أجزز الكمبيوتر المستقلة‬ ‫)‪(2‬نظام واحد (‪)Middleware‬الطبقة الوسيطة‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪6‬‬  ‫تعريف ‪Middleware‬‬ ‫البرامج الوسيطة هي البرمجيدات التدي تقدع بدين اثندين أو أكثدر مدن‬ ‫أنواد البرمجيات وتترجم المعلومات بينزما أو تربطزما معا‪.‬‬ ‫إن ‪ Middleware‬تقع بين البرنامج التطبيقدي ونظدام التشدغيل‪ ،‬أو‬ ‫نظام تشغيل الشبكة‪ ،‬أو نظام إدار قواعد البيانات‪.‬‬ ‫يعمل الـ ‪ Middleware‬كطبقة وسيطة تسزل التواصل‬ ‫والتفاعل بين التطبيقات والمكونات األخرى في النظام‪.‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪7‬‬  ‫‪Middleware‬‬ ‫تتمثل وظيفة الـ ‪Middleware‬في توفير خدمات ووظائف مشتركة وقابلة إلعاد‬ ‫‪Middleware‬عبار عن مجموعة من‬ ‫االستخدام للتطبيقات المختلفة‪.‬يعتبر الـ‬ ‫البرمجيات التي توفر ميزات مثل إدار الجلسات ()‪،Session Management‬‬ ‫والحماية واألمان ()‪ ،Security‬وتحويل البيانات ()‪ ،Data Transformation‬وإدار‬ ‫( ‪Service‬‬ ‫الخدمات‬ ‫بين‬ ‫والتواصل‬ ‫‪،Error‬‬ ‫()‪Handling‬‬ ‫األخطاء‬ ‫)‪ ،Communication‬وغيرها الكثير‪.‬‬ ‫باختصار‪ ،‬الـ ‪ Middleware‬هو طبقة برمجية وسيطة تسزل التواصل والتفاعل بين‬ ‫التطبيقات والمكونات األخرى في النظام‪ ،‬ويوفر وظائف مشتركة وقابلة إلعاد االستخدام‬ ‫لتحقيق مرونة وفعالية التطبيقات‪.‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪8‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪9‬‬  ‫خصائص األنظمة الموزعة‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪10‬‬  ‫الشفافية‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪11‬‬  ‫المرونه‬ ‫االعتمادية‬ ‫األداء‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪12‬‬  ‫التوسعيه‬ ‫التباينية‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪13‬‬  ‫الحماية والتأمين‬ ‫تجاوز األعطال‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪14‬‬  ‫االنفتاحية‬ ‫التزامنية‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪15‬‬  ‫مجاالت استخدام النظام الموزد‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪16‬‬  ‫تحديات األنظمة الموزعة‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪17‬‬  ‫تحديات األنظمة الموزعة‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪18‬‬  ‫انتهت المحاضرة‬ ‫مع تمنياتي للجميع بالتوفيق‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪19‬‬  ‫املحاضرة التانية‬ ‫‪Distributed System & Parallel Computing‬‬ ‫األنظمة الموزعة و الحوسبة المتوازية‬ ‫‪20‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪21‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪22‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪23‬‬  ‫الحوسبة العنقودية‪:‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫الحوسبة العنقودية‪:‬‬ ‫مجموعدددة مدددن الحواسددديب المسدددتقلة بعضدددزا عدددن بعدددض‪،‬‬ ‫والمرتبطة بشبكة محمية عاليدة السدرعة‪ ،‬والتدي تعمدل كأنزدا‬ ‫آلددة واحدددد (مدددورد واحدددد)‪.‬يمكددن بزدددذه الطريقدددة أن نشدددكل‬ ‫عناقيد ضخمة جداً ذات متاحية عالية وفعالية مرتفعة جد اً‪.‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫الحوسبة العنقودية‪:‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫بنيان العنقود‪cluster architecture:‬‬ ‫يتددألف العنقددود كمددا ذكرنددا مددن مجموعددة مددن الحواسدديب المسددتقلة بعضددزا عددن بعددض‪،‬‬ ‫والمرتبطدة بشدبكة عاليدة السدرعة عبدر مبددالت ‪ switches‬تعطدي عدرض حزمدة كبيدرا ً‪.‬‬ ‫يحتاج العنقود برمجيا ً إلى وجود طبقة وسطى ‪ middleware‬يوجد نسدخة منزدا علدى كدل‬ ‫محطة‪ ،‬مزمتزا تمكين عمل العنقود واعطاء المستخدم صدور واحدد عدن النظدام ‪single‬‬ ‫‪system image.‬توفر هذه الطبقة الوسيطة العديد من الوظائف أهمزا‪:‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫بنيان العنقود‪cluster architecture:‬‬ ‫‪.1‬نقطة دخول وحيد إلى نظام‪ :‬من خالل واجزة موحدد تتديح للمسدتخدم الحصدول علدى‬ ‫خدمات العنقود‪.‬‬ ‫‪.2‬هرميددة ملفددات واحددد ‪ :‬يددرى المسددتخدم هرميددة وحيددد مددن أدلددة الملفددات تحددت دليددل‬ ‫جذري واحد‪.‬‬ ‫‪.3‬نقطة تحكم وحيد للحشد‪ :‬نتيجة وجود عقد وحيد تقوم بكل وظائف التحكم‪.‬‬ ‫‪.4‬فضاء ذاكر وحيد ‪ :‬بفضل وجود ذاكر مشتركة موزعة ‪Distributed Sahared‬‬ ‫‪)DSM) Memory‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫بنيان العنقود‪cluster architecture:‬‬ ‫‪.1‬نظام وحيدد إلدار المزمدات‪ :‬يقدوم بجدولدة االعمدال‪ ،‬بعدد ان يسدتلم عمدال‬ ‫للتنفيذ يقوم يتوزيع تنقيذه على محطات مختلفة‪.‬‬ ‫‪.2‬فضدداء إدخددال ‪/ /‬خددراج وحيددد‪ :‬يسددمح بالنفدداذ إلددى تجزيددزات اإلدخددال ‪/‬‬ ‫اإلخراج كتجزيزات األقراص دون الحاجة إلى تحديد موضعزا الحقيقي‪.‬‬ ‫‪.3‬هجر اإلجرائيات‪ :‬من اجل موازنة الحمل ‪Load Balancing‬‬ ‫‪.4‬نظدددام نقددداط الدددتفحص‪ :‬يجدددري حفدددظ حالدددة اإلجرائيدددات ونتدددائج الحسددداب‬ ‫المرحليددددة دوريددددا ً للددددتمكن مددددن تمكددددن مددددن إجددددراء عمليددددة االسددددتعاد‬ ‫‪Recovery‬او العود ‪ Rollback‬عند حدوث األعطال‪.‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪30‬‬  ‫الحوسبة الشبكية‪:‬‬ ‫الحوسددبة الشددبكية‪ :‬هددي تكامددل مجموعددات كبيددر ومتباينددة مددن األنظمددة الحاسددوبية‬ ‫بعضزا مع بعض‪ ،‬عن طريق اتصالزا بخطوط الشبكات الرقمية السريعة‪.‬ويزدف هدذا‬ ‫التكامل إلى توفير نظام حاسوبي مشترك‪ ،‬يتيح لكل جزاز متصل به إمكانية االسدتفاد‬ ‫من قدرات المعالجة والحفظ التي تمتلكزا األجزدز األخدرى علدى الشدبكة‪ ،‬ومشداركتزا‬ ‫في بياناتزا وبرمجياتزا‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫المكونات األساسية للحوسبة الشبكية‪:‬‬ ‫أوال‪ :‬جزداز سديرفر واحدد علدى األقدل يحتدوى علدى نظدام إدار ال ‪ Grid‬والدتحكم‬ ‫به ‪:‬ووظيفته توزيع المزام على األجزز بما ال يستحوذ على كل موارده بصور‬ ‫كاملة حتى ال تتوقف الخدمة أو يستفيد بعض المشاركين أكثر من اآلخرين‪ ،‬كمدا‬ ‫ينظم حقوق المرور والصالحيات وال يمنح صالحيات استغالل موارد األجزز إال‬ ‫لعدد قليل ومحددود‪.‬كمدا يعمدل علدى التأكدد مدن أن الشدبكة والخدمدة تعمدل بشدكل‬ ‫سلس وتؤدى أغراضزا بكفاء ‪.‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫ثانيا‪ :‬أجزز متصلة بالشدبكة ‪ :‬وهدي التدي يدتم توظيدف مواردهدا لخدمدة‬ ‫ال ‪ Grid‬بحيددث يقددوم بتدارتزددا الملقددم (السدديرفر) حسددبما تددوفر منز دا‪.‬‬ ‫ويمكدددن أن تكدددون هدددذه األجزدددز تعمدددل بأنظمدددة تشدددغيل موحدددد مثدددل‬ ‫(مايكروسوف ويندوز أو لينكس أو يونكس أو غيره ( بحيدث تددعى فدي‬ ‫تلك الحالة ‪ ) Homogenous‬وقدد تكدون مدن بيئدات متفاوتدة ومختلفدة‬ ‫وتدعى في تلك الحالة ‪Heterogeneous.‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫ثالثددا‪ :‬برنددامج ‪ Middleware :‬ومزمتدده تنفيددذ البروتوكددوالت الخاصددة‬ ‫بالخدمة والحرص على التقيد الصارم بزا ليدتم التفداهم فيمدا بدين األجزدز‬ ‫المتصلة بالشبكة‪ ،‬وهذا البرندامج يكدون متدوفر فدي كدل األجزدز المتصدلة‬ ‫بددال ‪ ، Grid‬وهددو يشددكل عصددب الخدمددة األساسددي الددذي ال تقددوم بدوندده‬ ‫وبالطبع كذلك وجود جزاز التحكم المذكور في الفقر (أوال‪(.‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫االستخدامات‬ ‫مشاريع األبحاث التي تحتدوي علدى حسدابات معقدد وتحمديالت تحتداج إلدى قددر معالجدة‬ ‫عاليددة بحيددث أندده لدديس مددن المسددتحيل إجراؤهددا عبددر جزدداز كمبيددوتر واحددد إال أنزددا قددد‬ ‫تستغرق زمنا طويالً جدا‪.‬‬ ‫فدي الكدون عبددر‬ ‫مدن التطبيقدات الشدزير اسدتخدامه فددي البحدث عدن كائندات أخددرى تعدي‬ ‫تحميل البيانات الوارد من األقمار الصناعية‪.‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫االستخدامات‬ ‫مشاريع أو أبحاث معينة بالموافقة على دمج جزازك مع شبكة من األجزدز داخدل ‪Grid‬‬ ‫بحيث يستخدم السيرفر الموارد الخاصة بجزازك في حال عدم توظيفك لزا‪ ،‬ويتوقف عدن‬ ‫إستغاللزا إذا إحتاج أحد البدرامج فدي جزدازك إلدى المدوارد التدي يسدتغلزا‪.‬يقدوم السديرفر‬ ‫بترسددال جددزء مددن العمليددات المددراد إجراؤهددا إلددى جزددازك وينتظددر حتددى يددتم إنجازهددا‬ ‫بالصدددور التدددي ال تمنعدددك مدددن إسدددتغالل مدددوارد جزدددازك ومدددن ثدددم يقدددوم برندددامج ال‬ ‫‪Middleware‬بتعاد النتائج إلى السديرفر‪ ،‬الدذي يقدوم بددوره بتجميدع النتدائج الدوارد‬ ‫من األجزز المختلفة ليكون الحلول المطلوبة‪.‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫معمارية الحوسبة الشبكية‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫طبقة البناء ) ‪ Fabric Layer‬النسيج)‪ :‬تزود بواجهة للموارد المحمية من‬ ‫موقع معين‬ ‫طبقة الربط ‪ Connectivity Layer :‬تتضمن بروتوكوالت االتصال من‬ ‫اجل دعم المتطلبات التي تتواجد في المصادر المتعددة‬ ‫‪-‬كيفية الوصول للمصادر‬ ‫‪-‬كيفية نقل البيانات بين المصادر‬ ‫‪ -‬تحتوي على بروتوكول األمان للتحقق من المستخدمين و المصدر‬ ‫‪-‬طبقة المصادر ‪ Resource Layer :‬المسئولة عن إدارة المصدر الوحيد‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪40‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪41‬‬  ‫أنظمة الحوسبة الموزعة‬ ‫‪Distributed Computing Systems‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫أنظمة الحوسبة الموزعة‬ ‫‪Distributed Computing Systems‬‬ ‫جمموعةة جةج أة ةلك الومب ةولت ال ة‬ ‫أنظمة الحوسبة الموزعةة‪ :‬هة‬ ‫ةا‪ ,‬ل فاعةل‬ ‫جةج لةشب ةةبوة جوفةمة ب مةا ب‬ ‫ل صل جع بعض ا الةبع‬ ‫ا ذلك ل حق ق هدف جش تك‪.‬‬ ‫الومب ولتات ب ما ب‬ ‫ةةمل بةةتاجا‬ ‫لعمةةل عمةةل ازنظمةةة الموزعةةة ل‬ ‫بةةتاجا الومب ةةولت ال ةة‬ ‫ة ا المشةةومة لةةل جشةةا ل‬ ‫الحوسةةبة الموزعةةة س ة ا لق‬ ‫جوزعةةة‪.‬ب ة‬ ‫فغ تك ثا س ا لوزسع ا عمل الحواس ب ل ا حل هذه المشومة‪.‬‬ ‫وبت جار ةت الوب ةتك لةدس ا‬ ‫جثاب ل ظام لوزسع ‪ -‬سوبت جار ت‪ :‬ث ت جج ال‬ ‫‪ ,‬ال ة‬ ‫نظام الومب ولت الموزعة‪.‬ل جخلن لدسه نظام الومب ةولت الخةا‬ ‫مع‪.‬‬ ‫لتلبط بمت ل المب عات‪ ,‬ل بع جا س ا ب عه جج هذه ال‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫الفوتك جج راء الحوسبة الموزعة‬ ‫ازحةةواب‬ ‫ة عمل ةةل عالةةة المعةةالا الم احةةة ل ةةا‪.‬نقةةوم ب ة‬ ‫غالب ةام جةةا ت ن‬ ‫ةا جعة ج جةج‬ ‫ل‬ ‫دع‬ ‫ل‬ ‫الطب ع ة باس عماب عدد جع ج جج البتاجا ال‬ ‫خدم‪.‬‬ ‫ا ب تغ تج‬ ‫عالة المعالا لدس ا سبقل ل‬ ‫اس ة عماب هةةذه الطالةةة الم احةةة‬ ‫الفوةةتك جةةج راء الحوسةةبة الموزعةةة ه ة‬ ‫ةمج‬ ‫بطتسقة جا‪ ,‬بح ث سح ةا ازجةت لوةةود بتنةاجا جعة ج عمةل ةل ة ةاز‬ ‫ت س ة ا اس ة خدام‬ ‫الم ةةام عمةةل ازة ةةلك ال ة‬ ‫الشةةبوة س ة ا لوزسةةع بع ة‬ ‫‪.‬لقوم جعالمات هةذه ازة ةلك بةد رها‬ ‫خدج ا التئ‬ ‫عالال ا جج لبل ج‬ ‫بمعالمة الوظائف المتسمة ل ا عبت هذه الشبوة غالبام جج د ن جشحظة هةذا‬ ‫‪.‬‬ ‫خدم الم از التئ‬ ‫جج لبل ج‬ ‫العمل اإل اب‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫ما يميز الحوسبة الموزعة‪:‬‬ ‫التجانس‪ :‬نفس نظام التشغيل‪ ،‬واألجزز شبه متطابقة و عقده واحده تديرها‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪46‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪47‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪48‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪49‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪50‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪51‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪52‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪53‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪54‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪55‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪56‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪57‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪58‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪59‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪60‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪61‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪62‬‬  ‫‪ -2‬أنظمة قواعد البيانات الموزعة‬ ‫‪Distributed Database Systems‬‬ ‫نظم قواعد البيانات الموزعة‬ ‫تعتبر خليطا ً من نظام قاعد‬ ‫البيانات وتكنولوجيا شبكات‬ ‫الحاسوب‪ ،‬وألول وهلة يبدو‬ ‫األمر وكأنه تناقض‪ ،‬حيث أن‬ ‫إدار قواعد البيانات أساسا‬ ‫حولت التحكم بالبيانات من‬ ‫التطبيقات‪ ،‬كما هو حال‬ ‫الطرق القديمة‪ ،‬إلى التحكم‬ ‫المركزي للوصول إلى‬ ‫البيانات‪ ،‬باستخدام نظام‬ ‫البيانات‬ ‫قاعد‬ ‫إدار‬ ‫‪DBMS ,‬كما يوضح الشكل‬ ‫التالي‪.‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫‪ -2‬أنظمة قواعد البيانات الموزعة‬ ‫‪Distributed Database Systems‬‬ ‫جثاب زنظمة لواعد الب انات‬ ‫الموزعة‪:‬‬ ‫(نظام جعالمة المعاجشت(‬ ‫العدسد جج الحةاتت سة ا‬ ‫ب‬ ‫لح ةا‬ ‫لوزسع الب انةات ال ة‬ ‫لةةةل جعالمةةةة عبةةةت عةةةدك‬ ‫لوةةون‬ ‫جخةةدجات ‪Servers‬‬ ‫ةةةةة ل ة اة ةةةةة نظةةةةام‬ ‫ج‬ ‫ةق‬ ‫جعالمة المعةاجشت ل‬ ‫ل ف ذ هذه المعاجشت‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫‪ -3‬األنظمة الواسعة االنتشار الموزعة‬ ‫‪Distributed Pervasive Systems‬‬ ‫جصطمح سش ت لل المصادر ازنظمة الحاسوب ة الم وابتك لحت‬ ‫ه‬ ‫ط ع لوب ت عدد جج الخدجات الحاسوب ة‬ ‫ل‬ ‫الطمب عبت الشبوة ال‬ ‫خدم‬ ‫ت عمل الم‬ ‫الم واجمة د ن ال ق د بالموارد المحم ة ب دف ال‬ ‫خ اتح اع‬ ‫احة ل خلسج الب انات ال‬ ‫لشمل لمك الموارد ج‬ ‫الملاج ة الذال ة ما لشمل لدرات جعالمة بتجم ة ةد لة لمم ام دبع‬ ‫خدم ع د الصاله‬ ‫ط ع الم‬ ‫الطباعة عج بعد‪ ,‬س‬ ‫البتسد اإللو ت ن‬ ‫طة‬ ‫هذه الموارد عج عتسق اة ة بتجم ة ب‬ ‫بالشبوة ال حوا ب‬ ‫ُلبَ ِّ طُ ل ماهل الوث ت جج ال فاف ل العمم ات الدالم ة‪.‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫‪ -3‬األنظمة الواسعة االنتشار الموزعة‬ ‫‪Distributed Pervasive Systems‬‬ ‫نظام إدار عالقات العمالء‬ ‫نظام تخطيط موارد المؤسسات‬ ‫عمالء فرديين‬ ‫عمالء شركات‬ ‫نظام اإلرث‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫‪ -3‬األنظمة الواسعة االنتشار الموزعة‬ ‫‪Distributed Pervasive Systems‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫انتهت المحاضرة‬ ‫مع تمنياتي للجميع بالتوفيق‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪68‬‬  ‫املحاضرة السادسة‬ ‫جعمارسة ازنظمة الموزعة‬ ‫‪ARCHITECTUR OF DISTRIBUTED SYSTEMS‬‬ ‫‪69‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫جعمارسة ازنظمة الموزعة‬ ‫‪ARCHITECTUR OF DISTRIBUTED SYSTEMS‬‬ ‫سوف‬ ‫ه اك العدسد جج المعمارسات المعت بة عج ازنظمة الموزعة‬ ‫‪:‬‬ ‫ا ما سم‬ ‫عت‬ ‫ن‬ ‫‪1 ) Clint/server model‬‬ ‫‪2 ) Distributed Object model‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫‪1) Clint/server model‬‬ ‫هذه ازنظمة نمذةة ال طب ق ممموع جةج‬ ‫لاب‬ ‫ممموعةةة جةةج‬ ‫سقةةدج ا اب‪server ,‬‬ ‫الخةةدجات ال ة‬ ‫ة خدجون هةةذه الخةةدجات الم احةةة‬ ‫العمةةشء الةةذسج س‬ ‫بقا‪ ,‬ل س جج الضت ري أن‬ ‫سعتب ا العم ل ج‬ ‫ال‬ ‫لةج سح ةا لمعةتب ا ‪ ,‬تن‬ ‫س ا بةالعمشء اخلةتسج‬ ‫قمة‪..‬‬ ‫اةتائ ات ج‬ ‫ل جج العمشء الخدجات ه‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫‪2) Distributed Object model‬‬ ‫بة ج ةل ازة ةلك‬ ‫ت بةت‬ ‫هذا ال موذ‬ ‫ب‬ ‫المتلبطة بوم ا سمو ا ل ف ذ ج ام جطموبةة‬ ‫م ةةا سمو ةةا عمةةب لةةدجات جةةج ازة ةةلك‬ ‫ازلتى‪.‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  2) Distributed Object model ‫سمؤله ددي‬.‫أ‬  ‫‪1) Clint/server model‬‬ ‫تقوم معمارية الزبدون‪/‬المدزود بصدورتزا المجدرد علدي بنداء البدرامج ضدمن‬ ‫وحددتين ‪,‬تددعي األولدي وحدد الزبدون ‪ ، Client‬وتدتلخص مزمتزدا الرئيسدة‬ ‫في إدار التفاعل مع المستخدم وتلقي طلباته وصياغتزا علي شدكل رسدائل‬ ‫‪ Messages‬قياسددية وتدددعي الثانيددة وحددد المددزود ‪ ، Server‬وتددتلخص‬ ‫مزمتزا الرئيسدة فدي تلقدي رسدائل وحدد الزبدون وتفسديرها والقيدام بأعمدال‬ ‫المعالجة وإرسال نتائج المعالجة إلي الزبون الذي طلبزا ‪.‬ويمكن لبرندامجي‬ ‫الزبددون والمددزود أن ينفددذا بواسددطة الحاسددوب ذاتدده‪ ,‬ولكددن غالبددا مددا ينفددذان‬ ‫بواسطة حاسوبين مستلفين يالءمان االحتياجات الخاصة بكل منزما‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  1) Clint/server model ‫سمؤله ددي‬.‫أ‬  ‫البرنامج الزبون‪:‬‬ ‫تمثددل بددرامج الزبددون الواجزددة األماميددة ‪ Front-end‬التددي يتعامدددل‬ ‫المسدددتخدم مدددع التطبيدددق مدددن خاللزدددا ‪.‬وتراعدددي فدددي تصدددميمزا طبيعدددة‬ ‫التطبيددق والمشددكالت التددي يرمددي إلددي حلزددا‪ ،‬مددن وجزددة نظددر مسددتخدم‬ ‫التطبيق‪.‬‬ ‫فمددثال ‪ ،‬إذا كددان التطبيددق مددن فئددة نظددم إدار قواعددد البيانددات فددتن عم دل‬ ‫برنددامج الزبددون تمكددين المسددتخدم مددن إدار العمليددات المألوفددة لقواع دد‬ ‫البياندددات ‪.‬مثدددل إدخدددال البياندددات وتعدددديلزا وإعدددداد تقدددارير وصدددياغة‬ ‫االستعالمات بلغة ‪ SQL‬وما إلي ذلك ‪.‬ومن ثدم تقدوم بترجمدة إجدراءات‬ ‫الم سددتخدم إلددي رسددائل قياسددية وإرسددالزا عبددر الشددبكة إلددي البرنددامج‬ ‫المزود‪.‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫البرنامج المزود‪:‬‬ ‫يتخصددص البرنددامج المددزود بتقددديم صددنف معددين مددن الخدددمات مث دل‬ ‫خددددمات إدار المفدددات أو خددددمات الطباعدددة أو االتصددداالت أو إدار‬ ‫البريددد االلكترونددي ‪ e-mail‬أو خدددمات اسددتعالم قواعددد البيانددات‬ ‫‪query‬بلغدة ‪ SQL‬وإجدراء المعدامالت ‪ transaction‬معزدا‪ ،‬أو‬ ‫غيرهدا مدن الخددمات ‪.‬ويمثدل البرندامج المدزود نزايدة ‪back-end‬‬ ‫التطبيدددق‪.‬وهدددو يقدددف علدددى أهبدددة االسدددتعداد لتقدددديم الخددددمات التدددي‬ ‫يخددتص بزددا عنددد تلقيدده "رسددالة" بزددذا الصدددد مددن أحددد الزبددائن ‪.‬‬ ‫وعندددما يقددوم بتفسددير تلددك الرسددالة وتنفيددذ العمليددات التددي تتطلبزددا‬ ‫وإرسال النتائج إلي زبون طالب الخدمة‪ ،‬إن وجدت‪.‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫البرنامج المزود‪:‬‬ ‫ويتألف برنامج المزود من محرك ‪ Engine‬لتنفيذ المزدام التدي يخدتص‬ ‫بزددددا‪ ،‬وهددددو يددددوفر واجزددددة لبرمجددددة التطبيقددددات ( ‪Application‬‬ ‫‪Programming Interface) API‬واضحة ومحدد ‪.‬وتعين واجزة‬ ‫برمجددة التطبيقددات مجموعددة الخدددمات التددي يمكددن للمددزود أن يوفرهددا‪،‬‬ ‫وصيغ الرسائل التي تلتمس هذه الخدمات‪.‬وال يحتاج المبرمجدون الدذي‬ ‫يطددورون بددرامج مددن فئددة الزبددون عمليددا‪ ،‬لمعرفددة تفاصدديل آليددة عمددل‬ ‫برنامج المزود الذي سيخدم برنامجزم الزبدون ‪.‬كدل مدا يحتاجونده بزدذا‬ ‫الصدددد هددو معرفددة واجزددة البرمجددة ‪API‬الخاصددة بالبرنددامج المددزود‬ ‫المعني ‪.‬وتتمثل الوظيفة األساسية ل ‪API‬في إخفاء التعقيدات الداخلية‬ ‫للبرنامج المزود وراء ستار أنيق وواضح يسزل التعامل معه‪.‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫حوار الزبون والمزود ‪:‬‬ ‫يمتاز الحوار الذي يدور بين الزبون والمزود بالفاعلية‪ ،‬مما يخفف من اكتظداظ‬ ‫كابالت الشبكة بتدفق البيانات‪.‬فلدو تأملندا مدثال طريقدة تنفيدذ اسدتعالم فدي نظدام‬ ‫إدار قواعد البيانات وفق معمارية الزبون‪/‬المزود ‪,‬نجد أن العمليدة تبددأ بتلقدي‬ ‫الزبددون جملددة االسددتعالم مددن المسددتخدم مكتوبددة بلغددة ‪ SQL‬تقددوم واجزددات‬ ‫استخدام بعض برامج الزبون بكتابة جمل االستعالم بزذه اللغة بنداء علدي طلدب‬ ‫المسددتخدم بالنيابددة عندده لتوصدديلزا إلددي المددزود‪ ،‬وعندددما يقددوم برنددامج الزبددون‬ ‫بتحويل االستعالم إلي رسالة قياسية وإرسالزا إلي برنامج المزود عبدر الشدبكة‬ ‫يحلل برنامج المزود الرسالة القادمدة وينفدذ تعليمدات ‪ SQL‬التدي تحتويزدا ‪,‬فدي‬ ‫بيئتدده الخاصددة ‪.‬وأخيددرا يرسددل البيانددات التددي يددتمخض عنزددا البحددث فق دط إلددي‬ ‫الزبون الطالب‪ ،‬بدون الحاجة إلي إرسال كامدل الملدف إلدي محطدة العمدل لتنفيدذ‬ ‫االستعالم المطلوب في فضائزا الخاص‪.‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫طبقات التطبيق‪application layer‬‬ ‫تقسم التطبيقات إلى ثالث طبقات‪:‬‬ ‫ طبقة العرض‬ ‫وفيزا يتم عرض البيانات وتوفر واجزة للمستخدم النزائي‬ ‫ طبقة المعالجة‬ ‫وفيزا يتم القيام بعمليات المعالجة و إجراء العمليات الحسابية‬ ‫ طبقة إدار قواعد البيانات‬ ‫و تقديم البيانات وفيزا يتم إدار قاعد البيانات‬ ‫المطلوبة من قبل الزبون‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫طبقات التطبيق ‪..‬لماذا؟‬ ‫لحن نعرف أن األنظمة الموزعة من احد مشكالتزا األمن‪ ،‬إن مدن‬ ‫حلول تعزيز األمن في األنظمة هو تقسيم النظدام إلدى عدد طبقدات‬ ‫بحيث يتم وضع األجزاء المزمة فدي الطبقدات الددنيا للنظدام وبزدذا‬ ‫نسددتطيع وضددع قددوانين ومنزجيددات للوصددول الدددخول لمثددل هددذه‬ ‫األجزاء ومن هنا جاءت معمارية الطبقات الثالث للتطبيق‪.‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫وعلى أساس طبقدات التطبيدق تنوعدت معماريدات العميدل الزبدون إلدى‬ ‫نوعين هما‪:‬‬ ‫‪ Two-tier C/S architecture‬‬ ‫‪ Three-tier C/S architecture‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫في ‪ Three-tier architecture‬يتم توزيع الطبقات بنسبة ‪ 2:1‬وهذا‬ ‫يعني انه على المزود أو الزبون أن يأخذ طبقتين ويأخذ األخر الطبقة‬ ‫األخرى وقد انبثق عنزا معماريتين حسب عدد الطبقات التي على الزبون‬ ‫هما‪:‬‬ ‫‪ THIN CLINT architecture‬‬ ‫‪ FAT CLINT architecture‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫المخطط التالي يوضح كال من المعماريتين‪:‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  Three-tier C/S architecture : ‫سمؤله ددي‬.‫أ‬  ‫)نموذج الكائن الموزد‪( DISTRIBUTED OBJECT MODEL‬‬ ‫قي معمارية الكائن الموزد ‪:‬‬ ‫‪ ( 1‬كدل كينوندة قابلدة للتوزيدع )‪ (distributable‬هدو كدائن ) ‪ ( object‬يددزود‬ ‫خدمات لكائنات أخرى و يستقبل خدمات من كائنات أخرى‪.‬‬ ‫‪ )2‬التواصددل بددين الكائنددات يددتم عددن طريددق وسدديط ( ‪ )middleware system‬يدددعى‬ ‫بوسيط طلب الكائنات‪( Object Request Broker ) ORB.‬‬ ‫‪ )3‬معمارية الكائن الموزد أكثر تعقيداً في التصميم من معمارية )‪(C\S‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫)نموذج الكائن الموزد‪( DISTRIBUTED OBJECT MODEL‬‬ ‫تعتبددر أنظمددة الكددائن المددوزد مددن أكثددر األنظمددة الموزعددة مرونددة حيددث تتركددز فكددر‬ ‫المعمارية األساسية إن مجموعة الكائنات التي تقددم عدد خددمات عدن طريدق واجزاتزدا‬ ‫تقوم كائنات أخرى باستدعاء هذه الخدمات وذلك دون اي فصل بين )‪(C\S‬‬ ‫يعتبر استخدام معمارية الكائن الموزد أفضل من الخادم ‪ -‬العميل مع أنواد التطبيقات‬ ‫التي تسمح بالتجديد والتطوير الن ال )‪(C\S‬يزتم كثيرا بتحديد الخدمات التي تقدمزا‬ ‫إدار قواعد البيانات‪.‬‬ ‫بينما أنظمة الكائنات الموزعة غير ذلك حيث تسمح بتضافة قواعد بيانات جديد دون‬ ‫حدوث أي خلل للنظام حيث يعتبرها كائن موزد جديد يحوي عد كائنات‪.‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫)نموذج الكائن الموزد‪( DISTRIBUTED OBJECT MODEL‬‬ ‫طريقة االتصال‪:‬‬ ‫يدتم االتصددال بدين هددذه الكائنددات عدن طريددق برندامج وسدديط يقددوم‬ ‫بالتنسيق بين الكائنات‬ ‫يسمى ‪Object Request Broker‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫‪Object Request Broker :‬‬ ‫هددو عبددار عددن برنددامج وسدديط مددن اجددل إيجدداد حلددول للتعقيدددات التددي‬ ‫تواجه األنظمة الموزعة وااللتزام بمعايير تمكننا من حل مشكلة التنود‬ ‫في الكائنات الموزعة و إنشاء واجزات بين الكائنات بغدض النظدر عدن‬ ‫نود الكائنات وبيئات عملزا الشكل التالي يوضح الزيكل‬ ‫األساسي ل‪: orb‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  Object Request Broker : ‫سمؤله ددي‬.‫أ‬  ‫‪Object Request Broker :‬‬ ‫تستخدم كوربا ‪ CORBA‬لغة تعريف الواجزات ‪Interface‬‬ ‫‪Definition Language‬لتحديد الواجزات التي سوف تقدمزا‬ ‫األغراض البرمجية للعالم الخارجي عندئذ كوربا تؤمن االنتقال‬ ‫من ‪ IDL‬لغة تعريف الواجزات إلى أي لغة برمجة خاصة بالتنفيذ‬ ‫مثل لغة ‪ C++‬أو لغة جافا‪.‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬  ‫‪Object Request Broker :‬‬ ‫يوضددع هددذا الوسدديط علددى معيددار يسددمى معيددار ‪Common Object Request‬‬ ‫‪ Broker Architecture‬وهي عبار إنكليزية تعني ‪:‬‬ ‫أسلوب البناء الوسيطي لطلب األغراض العامة‬ ‫يعتبر أسلوب البناء الوسيطي لطلب األغراض العامة معيار قياسي معرف من قبل‬ ‫مجموعة إدار األغراض (‪)Object Management Group‬‬ ‫يخول هذا المعيار المكونات البرمجية المكتوبة بلغات حاسوبية مختلفة‪ ،‬والتي تعمل‬ ‫على أجزز متعدد يخولزا بالعمل معا‪.‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ 96 97 98  ‫انتهت المحاضرة‬ ‫مع تمنياتي للجميع بالتوفيق‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪99‬‬  ‫املحاضرة التاسعه‬ ‫المعماريات الحديثة‬ ‫‪100‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111  ‫انتهت المحاضرة‬ ‫مع تمنياتي للجميع بالتوفيق‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪112‬‬  ‫املحاضرة العاشرة‬ ‫الحوسبة السحابية‬ ‫‪113‬‬ ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ 114 ‫أ‪.‬سمؤله ددي‬ ‫‪115‬‬