Добавлен: 26.06.2023
Просмотров: 144
Скачиваний: 2
Введение
Технология «клиент-сервер» пришла на смену централизованной схеме управления вычислительным процессом на мейнфреймах еще в 80-х годах прошлого века. Благодаря высокой живучести и надежности вычислительной системы, легкости масштабирования, возможности одновременной работы пользователя с несколькими приложениями, высокой оперативности обработки информации, обеспечению пользователя высококачественным интерфейсом и другим возможностям эта весьма перспективная и далеко не исчерпавшая себя технология получила свое дальнейшее развитие.
Со временем малофункциональную модель файлового сервера для локальных сетей (FS) заменили появившиеся одна за одной модели структуры «клиент- сервер» (RDA, DBS и AS).
Заняв нишу баз данных, технология «клиент – сервер» стала основной технологией глобальной сети Internet. Далее, в результате перенесения идей сети Internet в среду корпоративных систем, появилась технология Intranet. В отличие от технологии «клиент-сервер» эта технология ориентирована не на данные, а на информацию в ее окончательно готовом к потреблению виде. Вычислительные системы, построенные на основе Intranet, имеют в своем составе центральные серверы информации и распределенные компоненты представления информации конечному пользователю (программы-навигаторы, или браузеры). Взаимодействие между клиентом и сервером в Intranet происходит при помощи web – технологий.
Актуальность выбранной темы обусловлена тем, что на сегодняшний день технология «клиент-сервер» имеет широкое распространение, однако сама по себе она не предлагает универсальных рецептов. Она лишь дает общее представление о том, как должна быть организована современная распределенная информационная система. В то же время реализации этой технологии в конкретных программных продуктах и даже в видах программного обеспечения различаются весьма существенно.
Основной принцип технологии «клиент-сервер» заключается в разделении функций приложения на три группы :
- ввод и отображение данных (взаимодействие с пользователем);
- прикладные функции, характерные для данной предметной области;
- функции управления ресурсами (файловой системой, БД и т.д.)
Что позволяет решить следующие задачи:
- удаленное централизованное хранение данных, что во многом помогает решить проблему целостности и предотвращения избыточности данных;
- разделяемый доступ к данным;
- разделение функций по управлению данными;
- авторизация доступа, что повышает информационную безопасность от несанкционированного доступа к данным;
- защищенность от сбоев и потери информации при помощи системы отката транзакций.
Преимущества:
- отсутствие дублирования кода программы-сервера программами-клиентами;
- все вычисления выполняются на сервере и требования к компьютерам, на которых установлен клиент, снижаются;
- все данные хранятся на сервере, который, как правило, защищён гораздо лучше большинства клиентов. На сервере проще организовать контроль полномочий, чтобы разрешать доступ к данным только клиентам с соответствующими правами доступа.
Недостатки:
- неработоспособность сервера может сделать неработоспособной всю вычислительную сеть. Неработоспособным сервером следует считать сервер, производительности которого не хватает на обслуживание всех клиентов, а также сервер, находящийся на ремонте, профилактике и т. п.;
- поддержка работы данной системы требует отдельного специалиста - системного администратора;
- высокая стоимость оборудования.
Цель настоящей работы - раскрыть сущность технологии «клиент – сервер», и на примере рассмотреть взаимодействие клиентской и серверной частей. Для этого будут решены следующие задачи:
- рассмотрена сущность и принцип технологии «клиент – сервер»;
- на примере приложения для обмена текстовой и графической информацией представлено и изучено взаимодействие клиентской и серверной частей.
Объект исследования – технология «клиент - сервер».
Предмет исследования – применение технологии «клиент - сервер».
Глава 1. Сущность технологии "клиент - сервер"
Технология «клиент-сервер», заменившая технологию «файл-сервер», является более мощной, так как позволила совместить достоинства однопользовательских систем (высокий уровень диалоговой поддержки, дружественный интерфейс, низкую цену) с достоинствами более крупных компьютерных систем (поддержкой целостности, защитой данных, многозадачностью).[1] Она за счет распределения обработки сообщения между многими ПК повышает производительность, позволяет пользователям электронной почты распределять работу над документами, обеспечивает доступ к более совершенным доскам объявлений и конференциям.
Основное предназначение клиент/серверных систем – это обмен информацией между клиентским и серверным приложениями.
Идея технологии «клиент-сервер» заключается в том, чтобы расположить серверы на мощных машинах, а приложения клиентов, использующих язык инструментальных средств, – на менее мощных машинах. Тем самым будут задействованы ресурсы более мощного сервера и менее мощных машин клиентов. Ввод-вывод к базе основан не на физическом дроблении данных, а на логическом, т.е. клиентам отправляется не полная копия базы, а сервер посылает только логически необходимые порции, тем самым, сокращая трафик сети.[2] В технологии «клиент-сервер» программы клиента и его запросы хранятся отдельно от СУБД. Сервер обрабатывает запросы клиентов, выбирает необходимые данные из базы данных, посылает их клиентам по сети, производит обновление информации, обеспечивает целостность и сохранность данных.
Итак, клиент-сервер — это вычислительная или сетевая архитектура, в которой задания или сетевая нагрузка распределены между поставщиками услуг, называемыми серверами, и заказчиками услуг, называемыми клиентами. Фактически клиент и сервер — это программное обеспечение. Обычно эти программы расположены на разных вычислительных машинах и взаимодействуют между собой через компьютерную сеть посредством сетевых протоколов, но их можно расположить также и на одной машине[3]. Программы — сервера, ожидают от клиентских программ запросы и предоставляют им свои ресурсы в виде данных (например, загрузка файлов посредством HTTP, FTP, BitTorrent, потоковое мультимедиа или работа с базами данных) или сервисных функций (например, работа с электронной почтой, общение посредством систем мгновенного обмена сообщениями, просмотр web-страниц во всемирной паутине)[4]. Поскольку одна программа-сервер может выполнять запросы от множества программ-клиентов, ей может потребоваться высокопроизводительная вычислительная машина. Из-за особой роли этой машины в сети, специфики её оборудования и программного обеспечения её так же называют сервером – Рисунок 1.1.
Рисунок 1.1 – Упрощенная схема взаимосвязей в рамках функционирования технологии клиент-сервер
В клиент-серверной системе функционируют (как минимум) два приложения - клиент и сервер делящие между собой те функции которые в файл-серверной архитектуре целиком выполняет приложение на рабочей станции. Хранением и непосредственным манипулированием данными занимается сервер баз данных в качестве которого может выступать Microsoft SQL Server Oracle Sybase и т.п.[5]
Плюсы технологии клиент сервер[6]:
- Надежность. Сервер баз данных осуществляет модификацию данных на основе механизма транзакций;
- Масштабируемость - способность системы адаптироваться к росту количества пользователей и объема базы данных при адекватном повышении производительности аппаратной платформы без замены программного обеспечения. Общеизвестно, что возможности настольных СУБД серьезно ограничены - это пять-семь пользователей. Цифры представляют собой средние значения в конкретных случаях они могут отклоняться как в ту, так и в другую сторону. Что наиболее существенно эти барьеры нельзя преодолеть за счет наращивания возможностей аппаратуры.
- Безопасность. Сервер баз данных предоставляет мощные средства защиты данных от несанкционированного доступа невозможные в настольных СУБД. При этом права доступа администрируются очень гибко - до уровня полей таблиц. Кроме того можно вообще запретить прямое обращение к таблицам осуществляя взаимодействие пользователя с данными через промежуточные объекты - представления и хранимые процедуры.
- Гибкость. В приложении работающем с данными можно выделить три логических слоя: пользовательский интерфейс; правила логической обработки (бизнес-правила); управление данными. Как правило, каждый сервер обслуживает один (или несколько схожих) протоколов и серверы можно классифицировать по типу услуг которые они предоставляют.
- Универсальные серверы — особый вид серверной программы не предоставляющий никаких услуг самостоятельно. Вместо этого универсальные серверы предоставляют серверам услуг упрощенный интерфейс к ресурсам межпроцессного взаимодействия и/или унифицированный доступ клиентов к различным услугам.
- RPC (Remote Procedure Call) удаленный вызов процедур — система интеграции серверов в виде процедур доступных для вызова удаленным пользователем через унифицированный интерфейс. Интерфейс изобретенный Sun Microsystems для своей операционной системы (SunOS Solaris; Unix-система) в настоящее время используется как в большинстве Unix-систем так и в Windows.
- Серверы удаленного доступа. Серверы удаленного доступа через соответствующую клиентскую программу обеспечивают пользователя консольным доступом к удаленной системе. Для обеспечения доступа к командной строке служат серверы telnet RSH SSH.
- Игровые серверы служат для одновременной игры нескольких пользователей в единой игровой ситуации. Некоторые игры имеют сервер в основной поставке и позволяют запускать его в невыделенном режиме.
Но проблема защиты коммуникация между сервером и клиентами не является специфичной для СУБД, она присуща всем распределенным системам. Вполне естественно, что и решения здесь ищутся общие[7]. Ключевыми компонентами в реализации безопасности технологии клиент-сервер являются аутентификация, авторизация (проверка полномочий) и шифрование[8].
Для обеспечения информационной безопасности в технологии клиент-сервер должны приниматься следующие действия:
- Защита пересылаемых данных только при установлении соединения клиента с сервером.
- Надежная система аутентификации администратора системы.
- Подтверждение подлинности источника данных.
- Использование надежных методов криптографии.
- Подтверждение подлинности источника, целостности и конфиденциальности данных.
- Использование сертифицированных средств защиты.
Таким образом, любая компьютерная сеть по своей специфики является сетью клиент-сервер. Пользователь, подключивший свой компьютер к сети Интернет будет иметь дело с сетью клиент-сервер. И даже если компьютер не имеет выхода в сеть его программное обеспечение организованы по схеме клиент-сервер.
Глава 2. Пример взаимодействия серверной и клиентской частей в приложении для обмена текстовой и графической информацией в реальном времени
2.1. Описание приложения
Приложение должно являться многопользовательским и быть предназначено для использования в сети. Традиционно для такого рода приложений применяются два подхода: централизованное управление передачей сообщений между пользователями или распределение функций синхронизации сообщений между всеми участниками сетевого взаимодействия.
Первый подход является, по сути, применением технологии «клиент-сервер». При этом подходе создается выделенный сервер, который обслуживает запросы клиентов, хранит данные для управления состоянием клиентов и выполняет синхронизацию данных между ними. Он отвечает за прием данных от каждого клиента и распространение этих данных между другими. В этом случае все клиенты являются равноправными относительно распределения нагрузки и взаимодействуют исключительно с сервером.