ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ АРХИТЕКТУРЫ КЛИЕНТ-СЕРВЕР

<

052514 1329 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ АРХИТЕКТУРЫ КЛИЕНТ СЕРВЕР

1.1. Базовые понятия

 

Независимо от того, как определяется понятие архитектуры «клиент-сервер» (а таких определений в литературе много), в основе этого понятия лежит распределенная модель вычислений. В самом общем случае под клиентом и сервером понимаются два взаимодействующих процесса, из которых один является поставщиком некоторого сервиса для другого.

Термин «клиент-сервер» означает такую архитектуру программного комплекса, в которой его функциональные части взаимодействуют по схеме «запрос-ответ». Если рассмотреть две взаимодействующие части этого комплекса, то одна из них (клиент) выполняет активную функцию, т. е. инициирует запросы, а другая (сервер) пассивно на них отвечает. По мере развития системы роли могут меняться, например некоторый программный блок будет одновременно выполнять функции сервера по отношению к одному блоку и клиента по отношению к другому.

Сервер — один или несколько многопользовательских процессоров с единым полем памяти, который в соответствии с потребностями пользователя обеспечивает им функции вычисления, коммуникации и доступа к базам данных. Сервер можно назвать программу, представляющая какие-то услуги другим программам. Примеры серверов — вебсервер Apache, серверы баз данных — MySQL, ORACLE, сетевые файловые системы и принтера Windows.

Клиент — рабочая станция для одного пользователя, обеспечивающая режим регистрации и др. необходимые на его рабочем месте функции вычисления, коммуникацию, доступ к базам данных и др. Клиентом можно назвать это программа, использующая услугу, представляемую программой сервера. Примеры клиентов — MSIE (MS Internet Explorer), клиент ICQ.

Часто люди клиентом или сервером просто называют компьютер, на котором работает какая-то из этих программ.

В сущности клиент и сервер — это роли, исполняемые программами. Клиенты и сервера физически могут находиться на одном компьютере. Одна и та же программа может быть и клиентом, и сервером одновременно, и т.д… это только роли.

Если проводить аналогию с обществом — банк или магазин — «сервера». Они представляют какие-то услуги своим клиентам. Но банк может в то же время быть клиентом какой-то другой фирмы и т. д…

Обработка Клиент — Сервер — среда, в которой обработка приложений распределена между клиентом и сервером. Нередко в обработке участвуют машины разных типов, причем клиент и сервер общаются между собой с помощью фиксированного множества стандартных протоколов обмена и процедур обращения к удаленным платформам.

СУБД с персональных ЭВМ ( такие, как Clipper, DBase, FoxPro, Paradox, Clarion имеют сетевые версии, которые просто совместно используют файлы баз данных тех же форматов для ПК, осуществляя при этом сетевые блокировки для разграничения доступа к таблицам и записям. При этом вся работа осуществляется на ПК. Сервер используется просто как общий удаленный диск большой емкости. Такой способ работы приводит к риску потери данных при аппаратных сбоях.

По сравнению с такими системами системы, построенные в архитектуре Клиент — Сервер, имеют следующие преимущества:

  • позволяют увеличить размер и сложность программ, выполняемых на рабочей станции;
  • обеспечивает перенесение наиболее трудоемких опе-раций на сервер, являющийся машиной большей вычислительной мощности;
  • уменьшает до минимума возможность потери содержащейся в БД информации за счет применения имеющихся на сервере внутренних механизмов защиты данных , таких , как , например системы трассировки транзакций, откат после сбоя, средства обеспечения целостности данных;
  • в несколько раз уменьшает объем информации, передаваемый по сети.

    В архитектуре «клиент-сервер» сервер базы данных не только обеспечивает доступ к общим данным, но и берет на себя всю обработку этих данных. Клиент посылает на сервер запросы на чтение или изменение данных, которые формулируются на языке SQL. Сервер сам выполняет все необходимые изменения или выборки, контролируя при этом целостность и согласованность данных, и результаты в виде набора записей или кода возврата посылает на компьютер клиента.

    <

    Она позволяет оптимальным образом распределить вычислительную нагрузку между клиентом и сервером, что также влияет на многие характеристики системы: стоимость, производительность, поддержку.

     

    1.2. История…

     

    Архитектура и термин «клиент-сервер» впервые использовались в начале 80-тых годов. Первые приложения с архитектурой «клиент-сервер» были базы данных.

    До этого не было ясного разделения — программа обычно всё делала сама — в том числе работала с данными в файловой системе, представлением данных пользователю и др. Со временем рос объем и критичность данных для бизнеса, и это со временем начало породить проблемы (быстродействия, безопасности и другие).

    Тогда придумали, что удобно поставить базу данных на мощном отдельном компьютере (сервере) и разрешить эту базу данных использовать многим пользователям малого компьютера (клиентам) через сеть, что и было сделано.

    По существу «взрыв» популярности технологии «клиент-сервер» был вызван изобретением фирмой IBM простого языка запросов к реляционным базам данных SQL. Сегодня SQL всеобщий стандарт работы с базами данных. В последнее время этот «взрыв» продолжает изобретение Интернета, в котором буквально каждое взаимодействие происходит по архитектуре «клиент-сервер».

     

    1.3. Протоколы

     

    Сервер и клиент в сети между собой «разговаривает» на «языке» (в широком смысле слов), понятном обеим сторонам. Этот «язык» называют протоколом.

    В случае банка, протоколом можно назвать бланки, которые заполняет клиент.

    В нашем же случае, примеры протоколов:

  • FTP (File Transfer Protocol)
  • HTTP (Hyper Text Transfer Protocol)
  • SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)
  • IP (Internet Protocol)
  • MySQL Client/Server Protocol

    Заметим, что протоколы может быть разных уровней. Классификационные системы уровней может быть разные, но одна из самых известных линеек — OSI (Open Systems Interconnection ), в котором 7 уровней.

    Например, HTTP — протокол прикладного (седьмого — самого высокого) уровня, а IP — протокол сетевого (третьего) уровня.

     

     

    1.4. Распределение функций в архитектуре «клиент-сервер»

     

    В классической архитектуре клиент-сервер приходится распределять три основные части приложения по двум физическим модулям. Обычно ПО хранения данных располагается на сервере (например, сервере базы данных), интерфейс с пользователем — на стороне клиента, а вот обработку данных приходится распределять между клиентской и серверной частями. В этом-то и заключается основной недостаток двухуровневой архитектуры, из которого следуют несколько неприятных особенностей, сильно усложняющих разработку клиент-серверных систем.

    Процесс разработки таких систем достаточно сложен и одной из наиболее важных задач является как раз решение о том, как функциональность приложения должна быть распределена между клиентской и серверной частью. Пытаясь решить эту задачу, разработчики получают двух-звенные, трехзвенные и многозвенные архитектуры. Все зависит от того, сколько промежуточных звеньев включается между клиентом и сервером.

    Основная задача, которую решает клиентское приложение, — это обеспечение интерфейса с пользователем, т. е. ввод данных и представление результатов в удобном для пользователя виде, и управление сценариями работы приложения.

    Основные функции серверной СУБД — обеспечение надежности, согласованности и защищенности данных, управление запросами клиентов, быстрая обработка SQL-запросов.

    Вся логика работы приложения — прикладные задачи, бизнес-правила — в двух-звенной архитектуре распределяются разработчиком между двумя процессами: клиентом и сервером (рис. 1).

    Сначала большая часть функций приложения решалась клиентом, сервер занимался только обработкой SQL-запросов. Такая архитектура получила название «толстый клиент — тонкий сервер».

    Появление возможности создавать на сервере хранимые процедуры, т. е. откомпилированные программы с внутренней логикой работы, привело к тенденции переносить все большую часть функций на сервер. Сервер становился все более «толстым», а клиент — «утоньшался».

    Такое решение имеет очевидные преимущества, например его легче поддерживать, т. к. все изменения нужно вносить только в одном месте — на сервере.

    рассмотренные выше модели имеют следующие недостатки.

    1. «Толстый» клиент:

    – сложность администрирования;

    – усложняется обновление ПО, поскольку его замену нужно производить одновременно по всей системе;

    – усложняется распределение полномочий, так как разграничение доступа происходит не по действиям, а по таблицам;

    – перегружается сеть вследствие передачи по ней необработанных данных;

    – слабая защита данных, поскольку сложно правильно распределить полномочия.

    2. «Толстый» сервер:

    – усложняется реализация, так как языки типа PL/SQL не приспособлены для разработки подобного ПО и нет хороших средств отладки;

    – производительность программ, написанных на языках типа PL/SQL, значительно ниже, чем созданных на других языках, что имеет важное значение для сложных систем;

    – программы, написанные на СУБД-языках, обычно работают недостаточно надежно; ошибка в них может привести к выходу из строя всего сервера баз данных;

    – получившиеся таким образом программы полностью непереносимы на другие системы и платформы.

    Для решения перечисленных проблем используются многоуровневые (три и более уровней) архитектуры клиент-сервер. многоуровневая архитектура клиент-сервер позволяет существенно упростить распределенные вычисления, делая их не только более надежными, но и более доступными.

    Однако язык, на котором пишутся хранимые процедуры, не является достаточно мощным и гибким, чтобы на нем было удобно реализовывать сложную логику приложения.

    Тогда возникла тенденция поручить выполнение прикладных задач и бизнес-правил отдельному компоненту приложения (или нескольким компонентам), которые могут работать как на специально выделенном компьютере — сервере приложений, так и на том же компьютере, где работает сервер базы данных. Так возникли трехзвенные и многозвенные архитектуры «клиент-сервер».

    052514 1329 2 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ АРХИТЕКТУРЫ КЛИЕНТ СЕРВЕР

    Рис. 1. Распределение функций между клиентом и сервером

    Появилось специальное программное обеспечение (ПО) промежуточного слоя, которое должно обеспечить совместное функционирование множества компонентов такого многокомпонентного приложения. Такие приложения являются гибкими, масштабируемыми, но сложными в разработке.

     


    СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

     

  1. Информатика / Под ред. Н.В. Макаровой.–М.: Финансы и статистика, 1998.
  2. Евдокимов В.В. и др. Экономическая информатика. СПб.: Питер, 2004.
  3. Информатика. Базовый курс / Под ред. С.В. Симоновича.–СПб.: Питер, 2004.
  4. Казаков С.И. Основы сетевых технологий – М.: Радио и связь, 2004.
  5. Когаловский М.Р.,  Технология баз данных на персональных ЭВМ, – М.: Финансы и статистика, 2003.
  6. Попов В.В. Основы компьютерных технологий. –М.: Финансы и статистика, 2001.
  7. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. М., 2000.


     

<

Комментирование закрыто.

MAXCACHE: 0.91MB/0.00032 sec

WordPress: 23.62MB | MySQL:121 | 1,618sec