Файл: Технология «Клиент-Сервер».pdf

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.

На сегодняшний день технология «Клиент-сервер» получает все большее 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.

Глава 1. Архитектура клиент-сервер

1.1. Клиент-сервер

Архитектура "клиент - сервер" (Рис. 1.1) - это в настоящее время наиболее распространенная архитектура, в которой выполнено, пожалуй, большинство работающих информационных систем. Существует даже мнение, что почти все остальные архитектуры могут быть представлены как большая или меньшая вариация этой, базовой.

Рис. 1.1. Архитектура "клиент - сервер"

В традиционном понимании система, выполненная в архитектуре клиент-сервер, представляет собой совокупность взаимодействующих компонент двух типов - клиентов и серверов. Обычным также является разнесение этих компонент по узлам двух типов - соответственно узлам - клиентам и узлам - серверам. Клиенты обращаются к серверам с запросами, сервера их обрабатывают и возвращают результат. Клиент, вообще говоря, может обращаться с запросами к нескольким серверам. Сервера также могут обращаться с запросами друг к другу. Таким образом, типичный протокол для одного факта взаимодействия может быть представлен в виде двух обменов - запрос на сервер и ответ сервера. Наиболее часто встречающийся класс приложений, выполненных в архитектуре клиент-сервер - различные приложения, работающие с базами данных. В таком случае в качестве сервера выступает СУБД, обеспечивающая выполнение запросов клиента, который в свою очередь реализует интерфейс пользователя. Рассмотренные далее модели систем, по сути, являются вариациями архитектуры клиент – сервер.2

Появление архитектуры клиент-сервер, как и многих других новых компьютерных технологий, сопровождалось рождением новой терминологии.

1.2. Вычислительная модель клиент-сервер

Разделение приложения на отдельные задачи, размещаемые на различных платформах для большей эффективности. Как правило, это означает, что программа представления данных находится на машине пользователя (на клиенте), а программа управления данными и сами данные — на сервере. В зависимости от приложения и используемого программного обеспечения вся обработка данных может осуществляться на клиентской машине или распределяться между клиентом и сервером. Сервер соединяется со своими клиентами по сети. Серверное программное обеспечение принимает запросы от клиентского программного обеспечения и возвращает ему результаты.

Сетевое окружение, в котором управление данными осуществляется на серверном узле, а другим узлам предоставляется доступ к данным

Совместная с клиентом обработка запросов клиента сервером и возвращение результатов клиенту. В этой модели обработка данных приложением распределена (не обязательно поровну) между клиентом и сервером. Обработка данных инициируется и частично управляется клиентом, но не в режиме «ведущий-ведомый», а, скорее, в режиме сотрудничества [5]

Модель взаимодействия между одновременно выполняемыми программными процессами. Клиентские процессы посылают запросы серверному процессу, посылающему обратно результаты этих запросов. Как предполагает название, серверные процессы предоставляют услуги своим клиентам, как правило, выполняя специфическую обработку, которую могут выполнить только они. Клиентский процесс, освобожденный от выполнения сложной обработки транзакции, может выполнять другую полезную работу. Взаимодействие между клиентским и серверным процессами представляет собой совместный транзакционный обмен, в котором активность исходит от клиента, а сервер реагирует на эту активность.9

1.3. Эволюция архитектуры клиент-сервер

Идея организовать вычислительные ресурсы в соответствии с архитектурой клиент-сервер возникла на уровне рабочих групп и подразделений компаний. Менеджеры отделов обнаружили, что использование централизованных приложений, работающих на мэйнфрейме, не дает им достаточно быстро реагировать на требования бизнеса. Развертывание приложений центральным отделом информационного обслуживания требовало очень много времени, а результаты не всегда соответствовали нуждам подразделений. С развитием персональных компьютеров работники получили возможность хранить и обрабатывать данные прямо на своих рабочих местах, а менеджеры отделов — быстро находить нужные приложения.

Однако в окружении, состоящем исключительно из персональных компьютеров, пользователи при совместной работе сталкивались с определенными трудностями. Даже на уровне одного подразделения компании было необходимо поддерживать базу данных, а также форматы и стандарты их использования. Решение проблем дает архитектура клиент-сервер, развернутая на уровне подразделения. Как правило, подобная архитектура включает одну локальную сеть, несколько персональных компьютеров и один или два сервера.

Успех систем клиент-сервер уровня подразделения проложил дорогу системам клиент-сервер уровня предприятия. В идеальном случае подобная архитектура позволяет интегрировать ресурсы подразделений компании и отдела информационного обслуживания, а также запускать приложения, предоставляющие пользователям контролируемый доступ к корпоративным базам данных. Важной чертой подобных архитектур является то, что центральный отдел информационного обслуживания вновь возвращает себе полный контроль над данными, но уже в контексте распределенной вычислительной системы.1

1.4. Приложение клиент-сервер

Любое приложение, в котором инициатор действия находится в одной системе, а исполнитель действия — в другой. Кроме того, в большинстве приложений клиент-сервер один сервер обслуживает запросы нескольких клиентов.

Как предполагает термин, окружение клиент-сервер состоит из клиентов и серверов. Клиентские машины, как правило, представляют собой однопользовательские персональные компьютеры или рабочие станции, предоставляющие конечным пользователям дружественный интерфейс. Клиентская станция обычно имеет наиболее удобный графический интерфейс пользователя, предполагающий наличие окон и мыши. Наиболее известные примеры подобных интерфейсов — интерфейсы операционных систем MicrosoftWindowsи Macintosh. Клиентские приложения предполагают простоту использования и знакомые инструментальные средства, например, электронные таблицы.

Каждый сервер в окружении клиент-сервер предоставляет клиентам набор услуг. Наиболее распространенным типом сервера в архитектуре клиент-сервер является сервер баз данных, как правило, управляющий реляционной базой данных. Высокопроизводительный сервер обеспечивает коллективный доступ нескольких клиентов к одной и той же базе данных.

Помимо клиентов и серверов в окружение клиент-сервер входит сеть. Вычислительная модель клиент-сервер по определению является распределенной. Пользователи, приложения и ресурсы располагаются на разных компьютерах и соединены общей локальной, глобальной или составной сетью.

В чем отличие конфигурации клиент-сервер от других распределенных решений? Есть несколько характеристик, отличающих вычислительную модель клиент-сервер от обычных схем распределенных вычислений.

В приложениях клиент-сервер большое внимание уделяется созданию на клиентской машине дружественного пользователю интерфейса. Таким образом, пользователь получает полный контроль над расписанием и режимом работы компьютера, а менеджеры уровня отделов получают возможность реагировать на локальные проблемы.
Хотя приложения являются распределенными, в архитектуре клиент-сервер, как правило, используются централизованные корпоративные базы данных. Это позволяет руководству корпорации сохранять полный контроль над инвестициями в информационные системы, а также обеспечивать полную связность всех систем. В то же время такая конфигурация избавляет различные отделы компании от накладных расходов по управлению сложными вычислительными системами, но позволяет им выбирать типы машин и интерфейсы, которые им необходимы для доступа к данным.
Как корпоративные пользователи, так и производители отдают предпочтение открытым и модульным системам. Это означает, что пользователю предоставляется более широкий выбор продуктов и большая свобода в объединении оборудования от различных производителей.
Компьютерная сеть является ключевым звеном данной архитектуры. Поэтому вопросы сетевого администрирования и сетевой безопасности при работе с информационными системами данного типа имеют приоритет.

С одной стороны, архитектура клиент-сервер представляет собой естественное решение с точки зрения производителя, так как в ней используются все более доступные микрокомпьютеры и сети. С другой стороны, архитектура клиент-сервер, возможно, является идеальным выбором для поддержки выбранного организацией направления бизнеса.

Последнее утверждение требует пояснений. Успех архитектуры клиент-сервер на рынке объясняется не новыми названиями старых решений. Вычислительная модель клиент-сервер действительно представляет собой новый технический метод распределенных вычислений. Но помимо этого, архитектура клиент-сервер создает условия для новых методов организации бизнеса. Рассмотрим две важные тенденции в промышленности, иллюстрирующие этот факт.3

Первая тенденция заключается в том, что компании постоянно пытаются снижать трудовые затраты и избавляться от лишних рабочих мест, что вызвано жесткой рыночной конкуренцией. Почему компаниям необходимо сокращать рабочие места, чтобы сохранить конкурентоспособность, и как им удается увеличивать производительность, добиваясь роста продаж без увеличения числа сотрудников? Стоимость каждого рабочего места стремительно растет, и этот рост сопровождается ростом заработной платы. В то же время стоимость рабочего оборудования, особенно компьютерного и сетевого, а также сетевого обслуживания увеличивается гораздо более скромными темпами. Все это привело, как и следовало ожидать, к существенному росту капиталовложений в компьютеры и информационные технологии, чтобы компенсировать сокращение штата сотрудников.

Эта тенденция просматривается как в малом, так и в крупном бизнесе и затрагивает управленцев среднего звена, а также конторских служащих. Архитектура клиент-сервер предоставляет средство автоматизации задач и устранения барьеров для информации, что позволяет компаниям удалять лишние управленческие звенья и увеличивать производительность, не раздувая штаты.

Другой тенденцией, иллюстрирующей эффективность архитектуры клиент-сервер, является так называемое движение внутреннего рынка. Это движение затрагивает, в первую очередь, крупный бизнес, пытающийся сочетать предпринимательское рвение с корпоративной мощью, чтобы получить лучшее и от того, и от другого: экономию, обусловленную крупными масштабами большого бизнеса, и гибкость малого бизнеса. В эпоху быстрых технологических и рыночных изменений многие крупные компании отказались от традиционной функциональной иерархии, заменив ее набором относительно независимых организационных единиц. Эти организационные единицы должны конкурировать с внешними компаниями. На внутреннем рынке каждая организационная единица функционирует как независимая компания. Каждая организационная единица сама решает, что и у кого ей покупать (независимо от того, является поставщик подразделением той же корпорации или же внешней компанией). Даже такие традиционные непроизводительные подразделения, как бухгалтерия, информационные системы и юридический отдел, должны продавать свои услуги другим подразделениям и конкурировать с внешними поставщиками.