Файл: Технология клиент-сервер.pdf

Введение

В результате развития компьютерных технологий появились компьютерные сети. Изобретение компьютерных сетей вызвало новый этап в компьютерной технологии.

В настоящее время тяжело представить современную жизнь при отсутствии сети. Глобальная сеть используется повсеместно для получения информации, для работы, развлечений.

А ведь изначально глобальная сеть задумывалась как сбор данных для использования армией США.

В самом начале компьютерные сети были слишком примитивными – скорость работы этой сети была существенно маленькой по сравнению с новыми сетевыми технологиями, но для того времени это был огромный прорыв.

С развитием аппаратной части сетей улучшалось также непосредственно и само сетевое ПО. Со временем потребовалось совершенствование самих технологий, а не только развитие аппаратуры и ПО. Были разработаны современные сетевые технологии. Одной из таких технологий является «клиент-сервер», позволяющая пользователям сети получать быстрый доступ к ресурсам. Об этой технологии я и планирую рассказать.

1 Серверы. Основные понятия серверов

Сервер (от англ. server, обслуживающий). В зависимости от функций, непосредственно выполняемых сервером существует множество значений этого понятия:

1. Сервер (сеть) — логический или физический узел сети, который обслуживает запросы, поступающие к одному адресу и/или доменному имени, состоящий из одного или системы аппаратных серверов, на котором выполняются один или система серверных программ.

2. Сервер (программное обеспечение) —ПО, которое принимает входящие запросы от клиентов (в архитектуре клиент-сервер).

3. Сервер (аппаратное обеспечение) — компьютер или специальное оборудование, выделенный и/или специализированный для выполнения определенного, возложенного на него функционала действий.

4. Сервер в ИТ — непосредственно сам программный компонент вычислительной системы, выполняющий сервисные функции по запросу клиента и тем самым предоставляет ему доступ к ресурсам.

2 Архитектура клиент-сервер

2.1 Сети

Для организации работы пользователей сети с информационными ресурсами, которые расположены на различных компьютерах, необходимы три составляющих:

1. программа на компьютере пользователя, которая осуществлять сетевой запрос с целью получения объекта, и предназначенная для его обработки;

2. программа, установленная, как правило, на компьютере, где расположен информационный объект, которая осуществляет по запросу поиск и пересылку объекта, а также упорядочивает доступ к нему нескольких пользователей;

3. правила (протокол) взаимодействия между этими программами.

Технология взаимодействия, в которой одна программа запрашивает выполнение какой-либо совокупности действий ("запрашивает услугу"), а другая ее выполняет, называется технологией "клиент-сервер". Участники такого взаимодействия называются соответственно клиентом (client) и сервером (server). Довольно часто клиентом (или сервером) называют компьютеры, на которых функционирует клиентское (или серверное) ПО.

Отметим, что действия, понимаемых как запрашиваемая услуга – это не обязательно чтение (получение) объекта. Также это может быть сохранение (запись), пересылка объекта и т.д.

Преимущества технологии:

1. Низкая нагрузка на сеть
2. Высокая надежность
3. Гибкая настройка прав доступа
4. Поддержка полей больших размеров

Недостатки:

1. Трудность администрирования, вследствие территориального расположения ПК.
2. Недостаточная защита от несанкционированных действий.
3. Закрытый протокол для общения клиента и сервера

Для устранения всех этих недостатков используется система Интранет, которая собрала в себе лучшие качества централизованных систем и традиционных систем клиент-сервер.

2.2 Определение сервера и клиента

При огромном количестве компьютеров, находящихся на предприятии в основном полагаются на сети модели «клиент-сервер». Иначе говоря, в такой сети отдельный компьютер подключается непосредственно к одному или нескольким мощным компьютерам, которые мы называем серверами.

Сервер – это компьютер, или выполняющаяся на нём программа, которая предоставляет клиентам доступ к общим ресурсам и управляет этими ресурсами.

Клиент – пользователь (получатель) услуг и/или ресурсов, которые предоставляет сервер.

Рис. 2.1. Модель клиент-сервер.

2.3 Роль сервера и клиента в архитектуре клиент-сервер

Роль всех серверов состоит в основном в обеспечение централизованной защиты и управлении трафиком, а также непосредственно в предоставление клиентам ресурсов: информации, приложений и доступа к устройствам совместного пользования (например, к принтерам). В клиент – серверной среде в роли клиентов выступают как правило настольные ПК под управлением операционной системы. Зачастую, клиент использует собственные вычислительные мощности для обработки информации, полученной от сервера, но использует сервер в части предоставления необходимых данных и приложений. Такое четкое распределение ролей в обработке информации носит название клиентской (front - end) и серверной (back - end) обработки.

Наряду с успешным функционированием в собственной среде, сети модели клиент – сервер могут работать с микрокомпьютерами и мэйнфреймами. Как раз эта гибкость в сочетании с достаточно низкой (по сравнению с традиционными решениями) стоимостью и составляет привлекательность клиент – серверных сетей. Работая именно в такой среде на компьютере – клиенте, можно выделить функции трех разных методов обработки информации: автономной работы, взаимодействия с другими ПК сети и подключения к серверу или мэйнфрейму для доступа к хранящейся там информации.

2.4 Понятие прикладных протоколов

Нам необходимо различать понятия сетевых приложений и протоколов прикладного уровня. Протоколы прикладного уровня являются больной частью сетевых приложений. Рассмотрим два примера. Web является сетевым приложением, позволяющим пользователям получать web-документы по запросу и состоит из различного множества компонентов, включая стандарт формата документов (HTML), браузеры (Mozila Firefox, Microsoft Internet Explorer, Google Chrome и др.), web-серверы (например, Apache, Microsoft или Netscape), протоколы прикладного уровня. Протокол прикладного уровня для web носит название протокола передачи гипертекста (HyperText Transfer Protocol, HTTP) и описывает формат и порядок обмена сообщениями между клиентом и сервером (RFC 2646). В итоге получаем, что HTTP является лишь частью web-приложения.

В качестве другого примера рассмотрим приложение электронной почты. Она также состоит из множества компонентов: почтовых серверов, которые содержат почтовые ящики пользователей, программ для просмотра и написания электронных писем, стандартов, непосредственно описывающих структуру электронных писем, также протоколов прикладного уровня, регламентирующих порядок обмена сообщениями серверов между собой и с оконечными системами пользователей, а зачастую интерпретацию полей, из которых состоят электронные письма. Главным протоколом прикладного уровня для электронной почты является протокол простой передачи сообщений (Simple Mail Transfer Protocol, SMTP). Как мы видим, SMTP (RFC 2821) — лишь большая часть структуры приложений электронной почты.

Как мы уже заметили выше, протоколы прикладного уровня определяют вероятность обмена сообщениями между двумя процессами, выполняющимися на разных оконечных системах. Обычно протокол определяет следующие элементы:

1. типы используемых сообщений, в их роли обычно выступают запросы и ответы;

2. синтаксис каждого из всевозможных типов сообщений, который описывает именно поля сообщения и их разделители;

3. семантику полей, содержащейся непосредственно в каждом из полей сообщения;

4. различные правила, описывающие события, которые вызывают генерацию сообщений.

Некоторые из протоколов прикладного доступа (HTTP, SMTP и др.) являются официально документированными в RFC. Это значит, что если разработчик нового браузера будет следовать стандарту, то браузер сможет получать документы с любого web-сервера, произведенного по этому стандарту. Также существует множество протоколов прикладного уровня, которые не стандартизированы и несмотря на это все равно используются для поддержки коммерческих продуктов. В основном, это характерно для Интернет-телефонии.

2.5 Представление данных в системах обработки данных

Уровни представления данных - СОД хранят и обрабатывают всю информацию об объектах реального мира. Некоторую совокупность информации, которая описывает этот конкретный объект, называют логической записью или просто записью. Множество записей, охватывающих несколько объектов определенного класса, называют информационным массивом. В реальном мире между этими объектами имеются определенные отношения и взаимосвязи, вызывающие различную степень сложности. При разработке в СОД эти отношения зачастую обнаруживаются и отображаются известным нам путем структуризации записей и информационных массивов. Организация информационного массива, обеспечивающая определенные связи и отношения между данными, называется структурой данных. Любые действия с данными непосредственно в процессе их обработки на ЭВМ не должны нарушать структуру данных, поэтому ее необходимо обязательно поддерживать на протяжении всего времени.

Всего мы можем выделить три уровня представления данных: логический уровень, уровень хранения и физический уровень.

На логическом уровне происходит работа с самими логическими структурами данных, отражающими реальные взаимоотношения между объектами и их свойствами.

При разработке логических структур данных следует учитывать также информационная потребность пользователей системы и характер задач, для решения которых существует СОД. Единицей информации на этом уровне является логическая запись. Каждый объект с соответствующей логической записью часто описывается определенными признаками, которые являются атрибутами записи.

На логическом уровне устанавливается ряд признаков, полностью отражающий описываемый класс объектов. Множество признаков и их взаимосвязь определяют внутреннюю структуру логической записи.

Логическая структура данных должна очень точно характеризовать объекты, сведения о которых обрабатываются СОД, правильно отражать реальные отношения между объектами и их характеристиками, обеспечивать выполнение информационных потребностей пользователей системы и решение задач приложений.

На логическом уровне представления данных не учитывается техническое и математическое обеспечение системы (тип ЭВМ, типы памяти, язык программирования, операционная система).

На уровне хранения работают со структурами хранения − представлениями логической структуры данных в памяти ЭВМ. Структура хранения обязана полностью отображать логическую структуру данных и поддерживать ее в процессе функционирования СОД. Единицей информации на этом уровне также выступает логическая запись.

При разработке или выборе структуры хранения должны учитываться особенности организации памяти ЭВМ. При этом устанавливается тип и формат данных, определяется способ поддержания этой логической структуры.

В арсенале имеются различные способы представления данных в оперативной памяти и на внешних носителях, то есть одна и та же логическая структура данных может быть реализована в памяти ЭВМ совершенно разными структурами хранения. Каждая структура хранения имеет определенный способ доступа к данным и определенные возможности манипулирования данными. Структура хранения характеризуется непосредственно объемом памяти, которое необходимо для размещения данных.

От выбора структуры хранения зачастую зависит эффективность обработки данных. Правильно выбранная структура хранения обеспечивает минимальный расход машинной памяти, быстрый поиск необходимых данных, возможность добавления новых и удаления устаревших записей без разрушения логической структуры, а также редактирование записей.

Поддержание структуры хранения осуществляется самими программными средствами. Для реализации структуры надежного хранения требуются определенные языки программирования, особенности которых следует учитывать при дальнейшей разработке или выборе структуры хранения.