Тема: Отказоустойчивая система на примере клиент серверной технологии: запрос погоды

Курсовая работа по дисциплине

«Отказоустойчивые вычислительные системы»

на тему: «Отказоустойчивая система на примере клиент серверной технологии: запрос погоды»

2012

Содержание

Введение.....................................................................................................................3

Постановка задачи………………………………………………………………….4

Алгоритм работы программы……………………………………………………...5

Функции и процедуры……………………………………………………………...6

Интерфейс…………………………………………………………………………...7

Код программы………………………………………………………………………8

Заключение………………………………………………………………………….12

 Введение

Отказоустойчивой вычислительной системой называют среду, которая предоставляет постоянное, непрерывное обслуживание - доступ к данным и приложениям - даже в случае возникновения сбоев в аппаратных, программных или сетевых компонентах.

Старый лозунг службы Federal Express звучит так: «В любом случае почта должна быть доставлена за ночь». Примерно таковы и требования к современным компьютерным системам, за исключением того, что доставка информации должна гарантироваться не за одну ночь, а постоянно, вне зависимости от проблем, которые могут возникнуть в конкретных аппаратных или программных компонентах информационной системы, сбоев в сети электропитания или неприятностей другого рода.    Такая концепция называется отказоустойчивостью. Системы обеспечения отказоустойчивости встраиваются в программное обеспечение, входят в состав аппаратных средств либо являются комбинированными.      В рамках курса отказоустойчивые вычислительные системы, была поставлена задача разработать простой пример работы отказоустойчивой системы на основе клиент-серверных технологии.

Постановка задачи

Создать программный продукт на основании клиент-серверной технологии, реализующий отказоустойчивую работу системы. В случае потери связи с одним из серверов клиент подключается на другой сервер.

В случае потере связи с обоими серверами клиент продолжит искать работоспособный сервер из списка доступных серверов, пока не подключится к одному из них, либо пока работа приложения не будет остановлена. Для примера будет реализован сервер погоды, и клиент запрашивающий погоду с сервера.

Алгоритм работы

Запускается сервер и альтернативный сервер, прослушивающие 999 порт по всем диапазонам айпи адресов. В случае получения пакета по этому порту анализируется содержащаяся в пакете информация, если первый символ “p” то это пакет проверки связи от клиента, после символа «p» содержится айпи адрес отправителя на который отправляется пакет аналогичного типа с информацией о том что сервер доступен. Если второй символ «z», то это запрос погоды, в таком случае сервер формирует ответный пакет содержащий информацию о температуре воздуха и облачности.

Аналогично работает второй сервер.

Клиент после запуска начинает с определенной частотой отправлять пакеты проверки связи на первый адрес из списка серверов. В случае возвращения ответного пакета, клиент понимает о том что связь с сервером в порядке. В случае если в установленный интервал ответный пакет не вернулся, осуществляется две повторных попытки подключения на этот же сервер, далее в случае успеха «рабочим» сервером остается все тот же, иначе осуществляется проверка связи со вторым сервером в списке, потом с третьим и т.д. Когда список серверов заканчивается клиент повторяет попытку подключения к первому.

При запросе погоды клиент отправляет запрос на текущий сервер. Полученный пакет он разбирает, и формирует для представления пользователю.

Структура пакетов:

«Пинг» клиента:

Р<адрес клиента>

«Пинг» сервера:

Р

Запрос погоды:

Z<адрес клиента>

Ответ с погодой

Z;температура;облачность; - ; разграничение для анализа строки

Функции и процедуры

Клиент

Функция получения своего айпи:

function TForm1.GetLocalIP: String;

Процедура запроса погоды, клиентом:

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

Процедура получения пакета клиентом:

procedure TForm1.sUDPRead(Sender: TObject; AData: TStream;

ABinding: TIdSocketHandle);

Процедура, таймер проверки связи с сервером:

procedure TForm1.Timer1Timer(Sender: TObject);

Процедура, таймер проверки был ли получен ответ от сервера в установленное время

procedure TForm1.Timer2Timer(Sender: TObject);

Процедура установка начальный параметров клиента:

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);

Процедура управления формой:

procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);

Сервер

Функция получения своего айпи:

function TForm1.GetLocalIP: String;

Процедура установка начальный параметров клиента:

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);

Процедура анализа полученного пакета и соответствующего ответа:

procedure TForm1.sUDPRead(Sender: TObject; AData: TStream;

ABinding: TIdSocketHandle);

Интерфейс

Форма сервера:

Форма клиента:

Код программы клиента:

unit Unit1;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,

Dialogs,IdSocketHandle, StdCtrls, IdBaseComponent, IdComponent,

IdTCPConnection, IdTCPClient, IdUDPBase, IdUDPClient, ExtCtrls,

IdUDPServer, IdTCPServer, jpeg, Buttons, FileCtrl,WinSock;

type

TForm1 = class(TForm)

Button1: TButton;

s: TIdUDPServer;

c: TIdUDPClient;

Eip: TEdit;

Timer1: TTimer;

Timer2: TTimer;

Memo1: TMemo;

Image1: TImage;

Label1: TLabel;

Label2: TLabel;

Label3: TLabel;

Label4: TLabel;

Eip2: TEdit;

Label5: TLabel;

Eport: TEdit;

Button2: TButton;

Button3: TButton;

Bevel1: TBevel;

procedure Button1Click(Sender: TObject);

procedure sUDPRead(Sender: TObject; AData: TStream;

ABinding: TIdSocketHandle);

procedure Timer1Timer(Sender: TObject);

procedure Timer2Timer(Sender: TObject);

procedure Button2Click(Sender: TObject);

procedure s2UDPRead(Sender: TObject; AData: TStream;

ABinding: TIdSocketHandle);

procedure FormCreate(Sender: TObject);

procedure Button3Click(Sender: TObject);

private

function GetLocalIP: String;

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

Mip:string;

ncs:byte;

end;

var

Form1: TForm1;

numP: byte;

implementation

{$R *.dfm}

function TForm1.GetLocalIP: String;

const WSVer = $101;

var

wsaData: TWSAData;

P: PHostEnt;

Buf: array [0..127] of Char;

begin

Result := ;

if WSAStartup(WSVer, wsaData) = 0 then begin

if GetHostName(@Buf, 128) = 0 then begin

P := GetHostByName(@Buf);

if P <> nil then Result := iNet_ntoa(PInAddr(p^.h_addr_list^)^);

end;

WSACleanup;

end;

end;

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

begin

c.Port:=strtoint(eport.text);

c.Active:=true;

c.Send(z+ GetLocalIP);

c.Active:=false;

end;

procedure TForm1.sUDPRead(Sender: TObject; AData: TStream;

ABinding: TIdSocketHandle);

var

i : integer;

mas : array [0..1000] of char;

str,pg : string;

begin

if numP<>0 then

begin

if ncs=1 then

Memo1.Lines.Add(Iiaee??aiea e na?aa?o 1 ainoaiiaeaiii)

else

Memo1.Lines.Add(Iiaee??aiea e na?aa?o 2 ainoaiiaeaiii);

end;

numP:=0;

timer2.Enabled:=false;

Adata.Read(mas,100);

for i:=0 to 1000 do

begin

if mas[i]<> then

str:=str+mas[i]

else

break;

end;

if mas[0]=z then

begin

if mas[1]=d then Image1.Picture.LoadFromFile(d.jpg);

if mas[1]=p then Image1.Picture.LoadFromFile(p.jpg);

if mas[1]=s then Image1.Picture.LoadFromFile(s.jpg);

if mas[1]=o then Image1.Picture.LoadFromFile(o.jpg);

for i:=2 to 1000 do

begin

if mas[i]<># then

pg:=pg+mas[i]

else

break;

end;

label1.Caption:=pg;

end;

end;

procedure TForm1.Timer1Timer(Sender: TObject);

begin

//c.Host:=eip.Text;

c.Port:=strtoint(eport.text) ;

c.Active:=true;

c.Send(p+Mip+! );

c.Active:=false;

timer2.Enabled:=true;

end;

procedure TForm1.Timer2Timer(Sender: TObject);

begin

if numP=0 then

begin

if ncs=1 then

Memo1.Lines.Add(Iioa?yiia naycu n na?aa?ii 1. Iiiuoea iiaee??aiey ?1)

else

Memo1.Lines.Add(Iioa?yiia naycu n na?aa?ii 2. Iiiuoea iiaee??aiey ?1);

end;

if numP=1 then

begin

if ncs=1 then

Memo1.Lines.Add(Iioa?yiia naycu n na?aa?ii 1. Iiiuoea iiaee??aiey ?2)

else

Memo1.Lines.Add(Iioa?yiia naycu n na?aa?ii 2. Iiiuoea iiaee??aiey ?1);

end;

if numP>1 then

begin

timer2.Enabled:=false;

if ncs=1 then

begin

c.Host:=eip2.Text;

ncs:=2;

numP:=0;

Memo1.Lines.Add(Iioa?yiia naycu n na?aa?ii 1. Iiiuoea iiaee??aiey ei aoi?iio);

end

else

begin

c.Host:=eip.Text ;

ncs:=1;

numP:=0;

Memo1.Lines.Add(Iioa?yiia naycu n na?aa?ii 2. Iiiuoea iiaee??aiey e ia?aiio);

end;

end;

numP:=numP+1;

end;

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);

begin

s.DefaultPort:=strtoint(eport.Text)

end;

procedure TForm1.s2UDPRead(Sender: TObject; AData: TStream;

ABinding: TIdSocketHandle);

var

i : integer;

mas : array [0..1000] of char;

str : string;

begin

Adata.Read(mas,100);

for i:=0 to 1000 do

begin

if mas[i]<> then

str:=str+mas[i]

else

break;

end;

timer2.Enabled:=false;

end;

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);

begin

Mip:=GetLocalIP;

c.Host:=eip.Text;

numP:=0;

ncs:=1;

end;

procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);

begin

if Button3.caption=Ne?uou iano?ieee then

begin

label2.Visible:=false;

label3.Visible:=false;

label4.Visible:=false;

label5.Visible:=false;

eip.Visible:=false;

eip2.Visible:=false;

eport.Visible:=false;

Button2.Visible:=false;

Memo1.Visible:=false;

Form1.Height:=180;

button3.Caption:=Iieacaou iano?ieee;

end

else

begin

label2.Visible:=true;

label3.Visible:=true;

label4.Visible:=true;

label5.Visible:=true;

eip.Visible:=true;

eip2.Visible:=true;

eport.Visible:=true;

Button2.Visible:=true;

Memo1.Visible:=true;

Form1.Height:=400;

Button3.caption:=Ne?uou iano?ieee;

end

end;

end.

Код программы сервера:

unit Unit1;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,

Dialogs,IdSocketHandle, StdCtrls, IdBaseComponent, IdComponent,

IdTCPConnection, IdTCPClient, IdUDPBase, IdUDPClient, ExtCtrls,

IdUDPServer, IdTCPServer, jpeg, Buttons, FileCtrl,WinSock;

type

TForm1 = class(TForm)

s: TIdUDPServer;

c: TIdUDPClient;

Eport: TEdit;

Button2: TButton;

Edit1: TEdit;

Label1: TLabel;

Label2: TLabel;

Edit2: TEdit;

RadioButton1: TRadioButton;

RadioButton2: TRadioButton;

RadioButton3: TRadioButton;

RadioButton4: TRadioButton;

Label3: TLabel;

Label4: TLabel;

function GetLocalIP: String;

procedure sUDPRead(Sender: TObject; AData: TStream;

ABinding: TIdSocketHandle);

procedure Button2Click(Sender: TObject);

procedure FormCreate(Sender: TObject);

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

end;

var

Form1: TForm1;

implementation

{$R *.dfm}

function TForm1.GetLocalIP: String;

const WSVer = $101;

var

wsaData: TWSAData;

P: PHostEnt;

Buf: array [0..127] of Char;

begin

Result := ;

if WSAStartup(WSVer, wsaData) = 0 then begin

if GetHostName(@Buf, 128) = 0 then begin

P := GetHostByName(@Buf);

if P <> nil then Result := iNet_ntoa(PInAddr(p^.h_addr_list^)^);

end;

WSACleanup;

end;

end;

procedure TForm1.sUDPRead(Sender: TObject; AData: TStream;

ABinding: TIdSocketHandle);

var

i : integer;

zap: boolean;

mas : array [0..1000] of char;

str,pg : string;

begin

zap:=false;

str:=;

Adata.Read(mas,100);

for i:=1 to 1000 do

begin

if mas[i]<>! then

str:=str+mas[i]

else

break;

end;

if mas[0]=p then

begin

c.Host:=str;

c.Port:=strtoint(eport.text);

c.Active:=true;

c.Send(p1o);

c.Active:=false;

end;

if mas[0]=z then

begin

c.Host:=str;

c.Port:=strtoint(eport.text);

c.Active:=true;

if RadioButton1.Checked then

pg:=s;

if RadioButton2.Checked then

pg:=p;

if RadioButton3.Checked then

pg:=o;

if RadioButton4.Checked then

pg:=d;

c.Send(z+pg+edit2.Text+#);

c.Active:=false;

end;

end;

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);

begin

s.Active:=true;

end;

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);

begin

label4.Caption:=Form1.GetLocalIP

end;

end.

Заключение

Получен программный продукт, реализующий отказоустойчивую систему на основе клиент серверной технологии. Программа проверенна на практике. В случае потери связи с ведущим сервером клиент успешно переключается на альтернативный. Поставленная задача выполнена.