Войти
Схема компьютерной сети клиентов, обменивающихся данными с сервером через Интернет Модель клиент-сервер - это распределенное приложение структура, которая разделяет задачи или рабочие нагрузки между поставщиками ресурса или службы, называемыми серверами, и инициаторами запросов служб, называемыми клиентами. Часто клиенты и серверы обмениваются данными по компьютерной сети на отдельном оборудовании, но и клиент, и сервер могут находиться в одной системе. Сервер хост запускает одну или несколько серверных программ, которые совместно используют свои ресурсы с клиентами. Клиент не делится своими ресурсами, но запрашивает контент или услугу с сервера. Таким образом, клиенты инициируют сеансы связи с серверами, ожидающими входящих запросов. Примеры компьютерных приложений, использующих модель клиент-сервер: электронная почта, сетевая печать и World Wide Web.
Характеристика клиент-сервер описывает отношения взаимодействующих программ в приложении. Серверный компонент предоставляет функцию или услугу одному или нескольким клиентам, которые инициируют запросы на такие услуги. Серверы классифицируются по предоставляемым ими услугам. Например, веб-сервер обслуживает веб-страницы, а файловый сервер обслуживает компьютерные файлы. совместно используемый ресурс может представлять собой любое программное обеспечение и электронные компоненты серверного компьютера, от программ и данных до процессоров и хранилища. устройства. Совместное использование ресурсов сервера составляет услугу.
Является ли компьютер клиентом, сервером или и тем, и другим, определяется характером приложения, которому требуются сервисные функции. Например, на одном компьютере могут одновременно работать веб-серверы и программное обеспечение файлового сервера, чтобы обслуживать разные данные для клиентов, отправляющих различные типы запросов. Клиентское программное обеспечение также может взаимодействовать с серверным программным обеспечением на том же компьютере. Связь между серверами, например, для синхронизации данных, иногда называется межсерверной или межсерверной связью.
В общем, служба - это абстракция компьютерных ресурсов, и клиент не должен беспокоиться о том, как сервер выполняет, одновременно выполняя запрос и доставляя ответ. Клиент должен понимать только ответ, основанный на известном протоколе приложения, то есть содержание и форматирование данных для запрашиваемой услуги.
Клиенты и серверы обмениваются сообщениями в шаблоне обмена сообщениями запрос– ответ . Клиент отправляет запрос, а сервер возвращает ответ. Этот обмен сообщениями является примером межпроцессного взаимодействия. Для взаимодействия компьютеры должны иметь общий язык, и они должны следовать правилам, чтобы и клиент, и сервер знали, чего ожидать. Язык и правила связи определены в протоколе связи. Все протоколы клиент-сервер работают на прикладном уровне. Протокол прикладного уровня определяет основные шаблоны диалога. Чтобы еще больше формализовать обмен данными, сервер может реализовать интерфейс прикладного программирования (API). API - это уровень абстракции для доступа к сервису. Ограничивая связь определенным форматом содержимого, он упрощает синтаксический анализ. Абстрагируя доступ, он упрощает межплатформенный обмен данными.
Сервер может получать запросы от множества различных клиентов за короткий период времени. Компьютер может выполнять только ограниченное количество задач в любой момент и полагается на систему планирования для определения приоритетов входящих запросов от клиентов для их удовлетворения. Чтобы предотвратить злоупотребления и максимизировать доступность , серверное программное обеспечение может ограничивать доступность для клиентов. Атаки типа «отказ в обслуживании» предназначены для использования обязанности сервера обрабатывать запросы путем перегрузки его чрезмерной частотой запросов. Если конфиденциальная информация должна передаваться между клиентом и сервером, следует применять шифрование.
Когда клиент банка получает доступ к услугам онлайн-банкинга через веб-браузер (клиент), клиент инициирует запрос к веб-серверу банка. Учетные данные входа в систему клиента могут храниться в базе данных, и веб-сервер обращается к серверу базы данных в качестве клиента. Сервер приложений интерпретирует возвращенные данные, применяя бизнес-логику банка, и предоставляет вывод на веб-сервер. Наконец, веб-сервер возвращает результат клиентскому веб-браузеру для отображения.
На каждом этапе этой последовательности обмена сообщениями клиент-сервер компьютер обрабатывает запрос и возвращает данные. Это шаблон обмена сообщениями запрос-ответ. Когда все запросы удовлетворены, последовательность завершается, и веб-браузер представляет данные клиенту.
Этот пример иллюстрирует шаблон проектирования, применимый к модели клиент-сервер: разделение проблем.
Ранняя форма клиент-серверной архитектура - это запись удаленного задания, относящаяся как минимум к OS / 360 (объявлено в 1964 г.), где запрос заключался в выполнении задания, а ответ был выход.
При разработке модели клиент-сервер в 1960-х и 1970-х годах компьютерные ученые, построившие ARPANET (в Стэнфордском исследовательском институте ), использовали термины сервер-хост (или обслуживающий хост) и пользователь-хост (или использующий хост), и они появляются в ранних документах RFC 5 и RFC 4. Такое использование было продолжено в Xerox PARC в середине 1970-х годов.
Одним из контекстов, в котором исследователи использовали эти термины, была разработка языка программирования компьютерных сетей, называемого языком декодирования-кодирования (DEL). Целью этого языка было принимать команды от одного компьютера (пользователь-хост), который возвращал бы отчеты о состоянии пользователю, поскольку он закодировал команды в сетевых пакетах. Другой компьютер с поддержкой DEL, сервер-хост, получил пакеты, декодировал их и вернул отформатированные данные на хост-пользователя. Программа DEL на пользовательском хосте получила результаты для представления пользователю. Это транзакция клиент-сервер. Разработка DEL только началась в 1969 году, когда Министерство обороны США учредило ARPANET (предшественник Internet ).
Клиент-хост и сервер-хост имеют несколько иное значение, чем клиент и сервер. Хост - это любой компьютер, подключенный к сети. В то время как слова сервер и клиент могут относиться либо к компьютеру, либо к компьютерной программе, сервер-хост и пользователь-хост всегда относятся к компьютерам. Хост - это универсальный многофункциональный компьютер; клиенты и серверы - это просто программы, которые работают на хосте. В модели клиент-сервер сервер, скорее всего, будет посвящен задаче обслуживания.
Слово «клиент» впервые употребляется в статье 1978 года «Отделение данных от функции в распределенной файловой системе» компьютерных ученых Xerox PARC Говарда Стерджиса, Джеймса Митчелла и Джея Исраэля. Авторы тщательно определяют термин для читателей и объясняют, что они используют его, чтобы различать пользователя и сетевой узел пользователя (клиент). (К 1992 году слово «сервер» вошло в общий язык.)
Модель клиент-сервер не требует, чтобы серверы-хосты имели больше ресурсов, чем клиент-хосты. Скорее, он позволяет любому универсальному компьютеру расширять свои возможности за счет использования общих ресурсов других хостов. Централизованные вычисления, однако, специально выделяют большой объем ресурсов небольшому количеству компьютеров. Чем больше вычислений выгружается с клиентских хостов на центральные компьютеры, тем проще могут быть клиентские хосты. Он сильно зависит от сетевых ресурсов (серверов и инфраструктуры) для вычислений и хранения. бездисковый узел загружает даже свою операционную систему из сети, а компьютерный терминал вообще не имеет операционной системы; это только интерфейс ввода / вывода для сервера. Напротив, толстый клиент, такой как персональный компьютер, имеет много ресурсов и не полагается на сервер для выполнения основных функций.
Поскольку микрокомпьютеры упали в цене и стали более мощными с 1980-х до конца 1990-х, многие организации перешли на вычисления с централизованных серверов, таких как мэйнфреймы и миникомпьютеры, толстым клиентам. Это давало более индивидуализированное владение компьютерными ресурсами, но усложняло управление информационными технологиями. В течение 2000-х годов веб-приложения стали достаточно зрелыми, чтобы конкурировать с прикладным программным обеспечением, разработанным для конкретной микроархитектуры. Это развитие, более доступное массовое хранилище и появление сервис-ориентированной архитектуры были одними из факторов, которые привели к появлению тенденции облачных вычислений 2010-х годов.
В дополнение к модели клиент-сервер, приложения для распределенных вычислений часто используют одноранговую Архитектура приложения (P2P).
В модели клиент-сервер сервер часто проектируется для работы как централизованная система, обслуживающая множество клиентов. Требования к вычислительной мощности, памяти и хранилищу сервера должны соответствовать ожидаемой рабочей нагрузке. Системы балансировки нагрузки и аварийного переключения часто используются для масштабирования сервера за пределы одной физической машины.
В одноранговой сети сети два или более компьютеров (одноранговых узла) объединяют свои ресурсы и обмениваются данными в децентрализованной системе. Одноранговые узлы являются равными или равноправными узлами в неиерархической сети. В отличие от клиентов в сети клиент – сервер или клиент – очередь – клиент, одноранговые узлы взаимодействуют друг с другом напрямую. В одноранговой сети алгоритм в протоколе одноранговой связи уравновешивает нагрузку, и даже одноранговые узлы со скромными ресурсами могут помочь распределить нагрузку. Если узел становится недоступным, его общие ресурсы остаются доступными, пока его предлагают другие одноранговые узлы. В идеале одноранговому узлу не нужно достигать высокой доступности, потому что другие, избыточные одноранговые узлы компенсируют любой ресурс время простоя ; при изменении доступности и нагрузочной способности одноранговых узлов протокол перенаправляет запросы.
И клиент-сервер, и главный-подчиненный рассматриваются как подкатегории распределенных одноранговых систем.
