"Опыт использования СУБД Ingres для построения распределённых неоднородных систем депозитария"

(Тезисы доклада)

Олег Сафонов, "Центральный Московский Депозитарий"

В докладе описываются современное состояние и возможности СУБД Ingres II компании Computer Associates. Анализируется опыт использования СУБД Ingres, полученный в процессе автоматизации деятельности Центрального Московского Депозитария.

Часть I. Ingres II. Современная СУБД компании Computer Associates.

Обзор семейства продуктов Ingres II

Ingres II представляет собой законченное решение для разработки многозвенных (n-tier) реляционных приложений и управления информацией. Ingres II интегрирует проверенную временем РСУБД масштаба предприятия с полным набором программных средств, которые обеспечивают доступ к неоднородным данным предприятия, развитые средства тиражирования и удалённого доступа, средства для создания приложений Internet-коммерции и графическую среду разработки приложений - OpenROAD.

Ingres II даёт организациям возможность использовать преимущества новейших информационных технологий, обеспечивая одновременно интеграцию с существующими приложениями и источниками данных. При этом Ingres II функционирует на множестве разнообразных платформ, включая серверы различных производителей, многообразные операционные системы, сети, коммуникационные протоколы и т.п.

Семейство Ingres II включает:

• Ingres DBMS, реляционная система управления базами данных (РСУБД).
• Ingres Star, менеджер распределённых данных.
• Ingres Net, средства сетевого соединения клиент/сервер.
• Ingres Enterprise Access, шлюзы для доступа к источникам разнородных данных.
• Ingres Visual DBA, визуальное средство администрирования баз данных.
• Ingres Object Management Extension, объектное расширение сервера СУБД для поддержки определяемых пользователями типов данных и функций.
• Ingres Replicator, менеджер тиражирования данных.
• Ingres Enhanced Security, модуль обеспечения безопасности уровня B1.
• Ingres DTP, поддержка мониторов транзакций.
• Ingres API, открытый интерфейс прикладного программирования.
• OpenROAD (Open Rapid Object Application Development), визуальная среда быстрой разработки межплатформенных объектно-ориентированных приложений.
• Ingres ICE (Internet-Commerce Enabled), WEB-ориентированное расширение сервера СУБД.
• Ingres Character-Based Tools, средства доступа к базам данных и создания консольных приложений с символьным интерфейсом.
• Ingres Management Architecture (IMA), архитектура управления сервером СУБД с использованием языка запросов SQL.
• Transaction Processing Monitoring Options, средства мониторинга транзакций.
• Cluster Support Options, средства поддержки кластера.

Основные черты сервера СУБД Ingres

Архитектура Ingres II базируется на наборе интегрированных компонентов, которые разработаны таким образом, чтобы функционировать совместно в практически любом компьютерном окружении. Семейство продуктов Ingres II предлагает полную поддержку приложений OLTP оперативной обработки транзакций, а также все необходимые средства для систем поддержки принятия решений (decision support), связывающие воедино корпоративную информацию, которая может храниться в разнообразных источниках данных и различных местах.

• Производительность

Ядро Ingres II представляет из себя многопоточную (multithreaded) РСУБД, включающую функции управления хранением данных, оптимизации запросов, параллельной обработки и управления ресурсами. Ingres II поддерживает все четыре уровня изоляции ANSI с блокировкой на уровне записи, страницы, таблицы или базы данных. Механизм двухфазной фиксации транзакций (two-phase commit) и накопление блокировок в течение транзакции поддерживаются на уровне записи, страницы и таблицы. Для уменьшения количества операций ввода/вывода (I/O) Ingres II включает технологии fast commit - поддержка быстрой фиксации транзакций (отложенная запись), group commit - групповая фиксацию (piggybacked commit), многоблочную запись данных, поддержку упреждающего чтения (read-ahead) посредством многоблочного чтения данных.

• оддержка многопроцессорных платформ

Ingres II обеспечивает полную поддержку тесно-связанных многопроцессорных платформ. Кластерная технология реализована с использованием модуля Distributed Multi-Cache Manager.

• Ingres OME - поддержка определяемых пользователем типов данных и функций.

Ingres II поддерживает большое множество различных типов данных, включая определяемые пользователем данные и большие двоичные объекты (BLOBs). Ingres Object Management Extension (OME) даёт возможность "научить" программу новым методам хранения и выполнения операций над определяемыми пользователем типами данных (user-defined type, UDT) для того, чтобы обеспечить доступ к хранимым данным посредством языка SQL. Система также поддерживает определяемые пользователем функции SQL для выполнения операций с пользовательскими типами данных, а позволяет определять операторы для выполнения специальных математических функций над пользовательскими типами.

Пользователи могут определять библиотеки объектов для того, чтобы настроить базу данных под специфические нужды бизнеса.

• Ingres II SQL

Ingres II SQL совместим со стандартом ANSI SQL-92 уровня entry-level с рядом реализованных возможностей уровней intermediate и advanced и прошёл сертификацию FIPS 127.1. Ingres II обеспечивает единообразный синтаксис для всех операций базы данных, включая в один язык операции определения данных, манипуляции с данными, защиты данных и оптимизации производительности.

• Системное администрирование

В состав Ingres II входит средство конфигурации сервера Configuration-by-Forms (CBF), которое включает такие функции администрирования, как установка, конфигурация, запуск и остановка сервера, а также обновление (upgrade) системы.

Interactive Perfomance Monitor (IPM) разработан для администраторов баз данных. Он обеспечивает средства мониторинга и тонкой настройки сервера Ingres. IPM может запускаться как самостоятельное приложение на алфавитно-цифровых терминалах, а также интегрирован в графическую среду администрирования баз данных Ingres Visual DBA. IPM позволяет отслеживать не только состояние сервера, но и функционирование коммуникационных серверов Ingres II и состояние распределённых баз данных.

Ingres Visual DBA, графическое средство администрирования локальных и удалённых баз данных, обеспечивает интуитивно понятное графическое объектно-ориентированное представление объектов баз данных. Ingres Visual DBA включает такие возможности, как полное управление средством тиражирования данных Ingres Replicator, управление менеджером распределённых транзакций Ingres Star, средства построения графических планов выполнения запросов и трассировки запросов, управление шлюзами, создание и удаление таблиц и представлений и другие.

Кроме этого, Ingres II Management Architecture (IMA) обеспечивает основу для разработки приложений управления сервером СУБД с использованием для этого стандартных средств языка SQL. Система поддерживает базу управляющей информации (MIB) Ingres II, состоящую из виртуальных таблиц, которые содержат детальные данные о характеристиках производительности, блокировках и журнилизации транзакций в распределённой среде.

• Безопасность

Модуль Ingres Enhanced Security обеспечивает соответствие требованиям "Оранжевой книги" уровня B1, продукт также сертифицирован ITSEC как соответствующий уровню E3 Assuarance level. Ingres II без этого модуля в настоящее время сертифицирован NCSC как соответствующий требованиям уровня C2 (ITSEC F-C2).

• Backup/Recovery

СУБД Ingres имеет мощные средства сохранения/восстановления данных. База данных может быть разбита на разделы, которые могут содержать таблицы или части таблиц. Одновременно может выполняться параллельное сохранение в режиме ONLINE до 255 разделов. После системных сбоев Ingres II восстанавливается автоматически, используя файл журнала транзакций. Поддерживаются также частичное сохранение и восстановление данных. Все вместе, эти средства гарантируют, что все актуальные данные смогут быть восстановлены в случае любого сбоя.

• Системы высокой надёжности (High Availability)

Для реализации систем высокой надёжности Ingres II включает сохранение данных в режиме online и поддержку тиражирования данных. Ingres II поддерживает возможность аппаратного или программного зеркалирования дисков.

Решения Ingres II для распределённых вычислений

Функции распределённых баз данных в Ingres II реализованы посредством компонентов Ingres Star, Ingres Enterprise Access, Ingres Replicator и Ingres DTP.

• Ingres Star

Ingres Star реализует возможности создания распределённых баз данных в Ingres II. Ingres Star также включает глобальный словарь данных, который отображает расположение таблиц среди баз данных предприятия. Ingres Star обеспечивает интеллектуальные функции работы с распределённой базой данной, которые включают оптимизацию распределённых запросов, выполнение распределённых транзакций и создание представления единой базы данных из отдельных распределённых баз данных.

• Ingres Enterprise Access

Возможности работы с распределёнными базами данных в неоднородной среде поддерживаются посредством шлюзов Ingres Enterprise Access. При этом доступ к данным, хранящимся в различных источниках, включая дореляционные базы данных, осуществляется посредством единого языка набора средств языка Ingres SQL.

• Ingres Replicator

Ingres Replicator реализует функции тиражирования данных. Тиражирование абсолютно прозрачно для пользователей и приложений и функционирует независимо от базы данных. Тиражирование данных на удалённые сайты может осуществляться асинхронно самой транзакцией или по срабатыванию некоторого типа триггера тиражирования, настроенного, например, на определённое количество завершённых транзакций или определённое время дня. Тиражирование также может запускаться и вручную. При использовании Ingres Enterprise Access технология Ingres Replicator поддерживает тиражирование между базами данных Ingres II и унаследованными СУБД.

• Ingres Distributed Transaction Processing

Ingres II DTP - это набор библиотек и программных расширений, которые позволяют разрабатывать X/Open XA DTP-совместимые приложения, взаимодействующие с сервером Ingres. DTP поддерживает трёхзвенную модель процессов, которая разделяет клиентское приложение, сервер приложения и менеджер ресурсов на независимые компоненты внутри единого окружения обработки транзакций. Доступны версии Ingres DTP для IBM CICS/6000, Tuxedo и Transarc Encina. Ingres II DTP полностью поддерживает стандарт XA и спецификацию X/Open CAE-12/91. Мониторы транзакций поддерживают доступ и обновление информации в распределённой базе данных посредством механизма двухфазной фиксации транзакций.

Интеграция разнородных данных предприятия. Ingres Enterprise Access.

Продукт Ingres Enterprise Access предлагает не имеющее аналогов решение для полного, прозрачного read/write доступа ко всем существующим данным. Ingres Enterprise Access обеспечивает общий, переносимый, открытый интерфейс, функционирующий в разнородном операционном окружении. Вы получаете неограниченные возможности доступа к существующим данным без необходимости переносить их в другие базы данных и реструктурировать их.

Технология Ingres Enterprise Access обеспечивает стандартный интерфейс как для реляционных, так и для дореляционных унаследованных баз данных.

Ingres Enterprise Access поддерживает следующие базы данных:

• ALLBASE
• DB2
• CA-Datacom/DB
• CA-IDMS/DB
• IMS
• Rdb
• RMS
• VSAM
• Oracle
• Sybase
• Informix
• Microsoft SQL Server

Создание многозвенных приложений. OpenROAD.

OpenROAD представляет собой открытую, объектно-ориентированную, интуитивную среду разработки приложений. OpenROAD 4.0 позволяет создавать приложения, которые:

• Масштабируемы от уровня отдела до уровня предприятия.
• Могут работать в различных операционных системах без необходимости модификации кода.
• Могут работать в различных GUI (Windows 3.11, Windows 95/98, Windows NT, OSF/Motif) без необходимости модификации кода.
• Взаимодействуют с различными средствами (CASE, 3GL) и источниками данных.
• Взаимодействуют с многими базами данных, включая базы данных под управлением СУБД Sybase, Oracle, Informix и Microsoft SQL Server через Ingres Enterprise Access.
• Интегрированы с существующими приложениями.
• Ингегруют компоненты ActiveX, что даёт возможность взаимодействовать с другими приложениями ActiveX.

Поддерживаемые платформы

Ingres II работает на всех основных системах, основанных на UNIX, от микрокомпьютеров до мейнфреймов, системах VMS, а также на IBM PC-совместимых компьютерах под управлением Windows 95/98 и Windows NT. Computer Associates также портировал версию Ingres II на Linux.

Ingres II доступен на следующих платформах:

• AIX
• Data General Intel and mk88
• DEC UNIX
• HP-UX
• ICL
• Linux
• Microsoft NT
• NCR
• OpenVMS
• ALPHA and VAX
• Pyramid
• SCO
• Sequent
• SGI
• Siemens
• Solaris
• Sun
• Tandem
• UnixWare

Часть II. Опыт использования СУБД Ingres в Центральном Московском Депозитарии.

Центральный Московский Депозитарий

Группа компаний "ЦМД" включает:

1. ОАО "Центральный Московский Депозитарий"
• Регистраторская деятельность по учёту прав собственности акционеров АО
• Регистраторская деятельность по учёту паёв в паевых инвестиционных фондах
2. ООО "Центральный Московский Депозитарий"
• Депозитарная деятельность по ведению счетов ДЕПО клиентов
• Трансфер-агентская деятельность
3. ООО "ЦМД-софт"
• Поддержка работы группы компаний "ЦМД"
• Разработка программного обеспечения
• Системная интеграция
• Консалтинговые услуги

"Центральный Московский Депозитарий" занимает ведущее место на рынке регистраторских услуг. Имеет более 20 региональных филиалов в различных городах России. Обслуживает реестры 450 акционерных обществ с количеством счетов свыше двух миллионов, 10 паевых инвестиционных фондов. Имеет технологии удалённого обслуживания, обеспечивающие эффективную работу филиалов и трансфер-агентов.

Крупнейшими клиентами ОАО "Центральный Московский Депозитарий" являются:

• РАО "ЕЭС России"
• АК "Транснефть"
• ОАО "АВТОВАЗ"
• ОАО "КамАЗ"
• ОАО "Самараэнерго"
• ОАО "Саратовэнерго"
• ОАО "Уралсвязьинформ"
• ОАО "Тэбукнефть"

Крупнейшие паевые инвестиционные фонды:

• "Кредит Свисс Фёрст Бостон"
• "Темплтон"
• "Тройка-Диалог"

Учитывая характер деятельности "ЦМД", сохранность и безопасность информации, обеспечение оперативного доступа и обмен информацией приобретает особое значение. Ключевым компонентом информационной обеспечения ЦМД являются базы данных и приложения, построенные с использованием СУБД Ingres и визуальной среды разработки приложений OpenROAD.

Системы, разработанные в ЦМД с использование СУБД Ingres

СУБД Ingres эксплуатируется в ЦМД, начиная с 1994 года. Основу информационной системы составляют RISC-серверы баз данных Siemens Nixdorf серии RM под управлением операционной системы Reliant UNIX. За этот период специалистами ООО "ЦМД-софт" был разработан и введён в эксплуатацию целый ряд систем на базе СУБД Ingres, построенных с использованием OpenROAD.

• Система ведения реестров (СВР).
• Система удалённых филиалов (СУФ).
• Система удалённого доступа (СУД).
• Система обслуживания паевых инвестиционных фондов (FoVer).
• Система ведения депозитарной деятельности (СВДД).
• Система подготовки и проведения общих собраний акционеров.
• Система учёта документов.

Заключение

Опыт эксплуатации СУДБ Ingres в "Центральном Московском Депозитарии" показывает, что Ingres представляет мощную и, в то же время, лёгкую в управлении реляционную СУБД - основу информационной системы предприятия. Распределённые вычисления становятся лёгкой задачей при использовании развитых средств тиражирования и широкого набора средств доступа к разнородным данным предприятия. Ingres II имеет все необходимые средства для создания самых разнообразных приложений, при этом обеспечивается доступ ко всем корпоративным данным организации посредством сети или из ODBC-совместимых приложений. Включая средства для создания приложения Internet-коммерции и уникальную визуальную среду разработки приложений OpenROAD (Open Rapid Object Application Development), Ingres II предлагает решения для использования преимуществ новейших технологий и, в то же время, интеграции существующих приложений и ресурсов данных в единую информационную систему предприятния.

Олег Сафонов
"Центральный Московский Депозитарий"
тел. 264-3974
E-mail: oleg@mcd.ru