Понятия клиент сервер в компьютерных сетях

Понятие и модели архитектуры «клиент-сервер»

Архитектура «клиент-сервер» появилась в конце 80-х годах ХХ века в период децентрализации структур автономных вычислительных сис­тем и разработки распределенных систем обработки данных в виде различных видов вычислительных сетей. Децентрализация архитектуры первых вычислительных систем стала воз­можной в связи с появлением ПК и мини-ЭВМ, к которым перешла часть функций центральных ЭВМ. При этом компьютеры, предоставляющие те или иные ресурсы в общее пользование всем остальным компьютерам сети, были названы серверами, а компьютеры, запрашивающие для использования общие ресурсы, — клиентами. Соответственно архитектуру таких распределенных вычислительных систем стали называть архитектурой «клиент-сервер». В зависимости от вида предоставляемого ресурса различают файловый сервер, сервер баз данных (БД), сервер приложений, сервер печати, коммуникационный сервер, Интернет-сервер (WEB-сервер), почтовый сервер и другие виды серверов. Файловый сервер выполняет функции управления ЛВС, осуществляет коммуникационные связи, хранит файлы, разделяемые в сети, предоставляет доступ к совместно используемому дисковому пространству. Сервер БД содержит всю или большую часть данных, используемых компьютерами сети, и является одним из основных компонентов сети, так как все запросы к данным выполняются при его непосредственном участии. Помимо управления доступом к базам данных сервер обеспечивает безопасность и синхронизацию обращений к БД. Обеспечение безопасности БД заключается в предоставлении права доступа к БД только авторизованным пользователям. Сервер приложений выполняет одну или несколько прикладных задач, которые запускаются по командам с рабочих станций сети. Принцип работы сервера приложений заключается в выполнении на сервере всех вычислительных операций с использованием процессов получения данных с сервера БД и организации интерфейса с рабочими станциями, на мониторах которых высвечиваются результаты решений, и инициируются очередные шаги для решения задач. Сервер печати обеспечивает доступ станций сети к общим ресурсам печати. Запросы на печать, поступающие от рабочих станций, разделяются сервером на отдельные задания, ставятся в очередь и выполняются на сетевом принтере. Коммуникационный сервер организует доступ любых удаленных компьютеров к информационным ресурсам сети, используя модем и телефонные линии связи. Некоторые коммуникационные серверы обеспечивают средства эмуляции терминала для связи с мэйнфреймом или мини-ЭВМ. Интернет-сервер(WEB-сервер) служит для организации и размещения WEB-страниц и обеспечения WWW-сервиса Интернет. Почтовый сервер управляет получением и отправкой электронной почты, регистрирует почтовые сообщения, создает и поддерживает работу электронных почтовых ящиков, обеспечивает защиту сети от поступления непрофильных сообщений. Появлению клиент-серверной архитектуры предшествовали разработка и широкое использование архитектуры «файл-сервер». При архитектуре «файл-сервер», приведенной на рис.5.6, на сервере располагаются только данные. Вся обработка данных ведется на компьютере клиента, на котором находятся все программные средства для решения задачи, ведения интерфейса с пользователем и отображения результатов. Архитектура «файл-сервер» предполагает передачу всей исходной информации, необходимой для решения задачи, по каналам связи на компьютер пользователя. Применение такой архитектуры ведет к чрезмерной загрузке каналов передачи данных сети, увеличения времени решения задачи за счет времени передачи данных, невозможности одновременного использования одних данных разными пользователями и разными задачами, необходимости установки программного обеспечения на все рабочие станции сети. Рабочая станция Сервер Рис. 5.6 Архитектура «файл-сервер» Для того чтобы передавать по сети меньшие объемы информации, решение задачи, на основании запроса пользователя, производится на сервере, а клиенту пересылается только результат. Подобная архитектура предполагает, что прикладной процесс решения задачи функционирует как на компьютере клиента, так и на сервере. Модели архитектуры «клиент-сервер» различаются распределением компонентов программного обеспечения между серверами и рабочими станциями сети. При этом в качестве программных компонентов выступают: — программы реализации интерфейса с пользователем для ввода данных, запросов и отображения результатов решения задачи; — прикладные программы, реализующие функции и задачи предметной области; — программы, обеспечивающие доступ и управление информационными ресурсами сети (менеджер ресурсов). Часть функций менеджера ресурсов берет на себя используемая СУБД. По сравнению с архитектурой «файл-сервер» архитектура «клиент-сервер» обеспечивает разработчикам информационных систем ряд преимуществ: — все функции по управлению данными выполняются на сервере данных, что снижает требования к вычислительным ресурсам рабочих станций, на которых выполняются клиентские приложения, кроме третьей модели «клиент-сервер», в которой клиентские приложения выполняются на сервере приложений; — при обмене данными между сервером данных и рабочей станцией по каналам сети передаются не все данные, а только запросы клиента и ответы сервера, что существенно снижает нагрузку на сеть (уменьшается объем трафика сети); — при увеличении количества клиентов сети отсутствует необходимость обновления ПО уже существующих рабочих станций. В настоящее время существуют и используются в практической работе три модели архитектуры «клиент-сервер»: 1. Модель «доступа к удаленным данным», при которой данные и программы, обеспечивающие доступ к данным по сети, располагаются на сервере, а программы решения прикладных задач, организации ввода информации и отображения результатов – на рабочей станции клиента, представлена на рис 5.7 Рабочая станция Сервер Рис. 5.7 Модель «доступа к удаленным данным» 2. Модель «комплексный сервер», изображенная на рис. 5.8, предполагает выполнение сервером прикладных функций и функций доступа к данным за счет размещения данных, программ доступа к данным и прикладных программ на сервере. Программы организации интерфейса с пользователем Рабочая станция Сервер Программы передачи данных Прикладные программы Рис. 5.8 Модель «комплексный сервер» Модель комплексного сервера явля­ется наиболее привлекательной для крупных сетей, ориентированных на обработку боль­ших, увеличивающихся со временем объемов информации. Обе модели удовлетворительно работают в случае решения несложных прикладных задач. 3. При решении сложных и объемных прикладных задач для прикладной части выделяется отдельный сервер называемый сервером приложений. В этом случае модель предполагает наличие трехуровневой архитектуры «клиент-сервер». Такая архитектура приведена на рис. 5.9. Рабочая станция Сервер приложений Сервер Рис. 5.9 Трехуровневая архитектура «клиент-сервер». В трехуровневой архитектуре значительно снижается нагрузка на сервер данных и рабочие станции. На сервер данных возлагаются только функции защиты и управления данными, а на рабочие станции приходятся функции отображения данных и организацией интерфейса пользователя.

Источник

Глава 4. Модель «клиент-сервер» и её реализация в компьютерных сетях

Для понимания материала этой главы необходимы знания по компьютерным сетям, изложенные в предыдущей главе, а также общие понятия о вычислительной технике, изложенные в главе 1.

4.1. Определение модели «клиент-сервер»

Клиент-сервер — это модель взаимодействия процессов в вычислительной системе, при которой один процесс (клиент) делает запрос, другой процесс (сервер) его обрабатывает и возвращает первому ответ или предоставляет определенную услугу в виде вычислений, каких-либо данных и т.п.

Чаще всего процесс-клиент запускается на одном компьютере, процесс-сервер — на другом.

В общем виде модель представлена на рис. 13.

Рис. 13 Модель «клиент-сервер»

Также клиентом (рабочей станцией) в двухранговой компьютерной сети называется компьютер, на котором преобладают процессы-клиенты, а сервером — компьютер, на котором преобладают процессы-серверы. В процессе работы сети компьютер-сервер и компьютер-клиент могут меняться ролями. Любой компьютер может одновременно быть клиентом и сервером для различных видов услуг.

Требования надежности, скорости и отказоустойчивости у серверов выше, чем у рабочих станций. Среднее время простоя современных серверов может достигать всего несколько минут в год.

4.2. Виды сетевых служб

Несмотря на то, что технологии «клиент-сервер» применима как в централизованных, так и в распределенных вычислительных системах, она достигла популярности именно в компьютерных сетях.

Сетевая служба (сервис) — это определенный вид обслуживания, предоставляемый сервером.

Сетевые службы занимаются предоставлением:

• совместно используемых аппаратных ресурсов — процессорного времени, памяти, диска, принтеров;
• различных сетевых услуг — обрабатывают и предоставляют различную информацию.

Источник