Технология клиент сервер это: Технология клиент-сервер. — it-black.ru

Технология клиент-сервер. — it-black.ru

Клиент-сервер (Client-server) – вычислительная или сетевая архитектура, в которой задания или сетевая нагрузка распределены между поставщиками услуг (сервисов), называемыми серверами, и заказчиками услуг, называемыми клиентами.

Нередко клиенты и серверы взаимодействуют через компьютерную сеть и могут быть как различными физическими устройствами, так и программным обеспечением.

Сама технология очень проста. Например пользователь делает запрос (в google ищет информацию), а сервер выдает ответ (в виде списка сайтов по этой информации). Это и есть самый простой пример данной технологии. Графически это выглядит так:

Модель клиент-сервер используется при построении системы обработки информации на основе СУБД, а также почтовые системы. Существует еще так называемая файл-серверная архитектура, которая существенно отличается от клиент-серверной.

Данные в файл-серверной системе сохраняются на файловом сервере (Novell NetWare или WindowsNT Server), а обрабатываются они на рабочих станциях посредством функционирования «настольных СУБД», таких как Access, Paradox, FoxPro и т.п.

Преимущества технологии «клиент-сервер»

1. Делает возможным, в большинстве случаев, распределение вычислительной системы между несколькими независимыми компьютерами в сети.

Это позволяет упростить обслуживание вычислительной системы. В частности, замена, ремонт, модернизация или перемещение сервера не затрагивают клиентов.

2. Все данные хранятся на сервере, который, как правило, защищён гораздо лучше большинства клиентов. На сервере проще обеспечить контроль полномочий, чтобы разрешать доступ к данным только клиентам с соответствующими правами доступа.

3. Позволяет объединить различных клиентов. Использовать ресурсы одного сервера часто могут клиенты с разными аппаратными платформами, операционными системами и т.п.

Недостатки технологии «клиент-сервер»

1. Неработоспособность сервера может сделать неработоспособной всю вычислительную сеть.
2. Поддержка работы данной системы требует отдельного специалиста системного администратора.
3. Высокая стоимость оборудования.

Многоуровневая архитектура клиент-сервер

Многоуровневая архитектура клиент-сервер – разновидность архитектуры клиент-сервер, в которой функция обработки данных вынесена на один или несколько отдельных серверов. Это позволяет разделить функции хранения, обработки и представления данных для более эффективного использования возможностей серверов и клиентов.

Сеть с выделенным сервером

Сеть с выделенным сервером (Client/Server network) – это локальная вычислительная сеть (LAN), в которой сетевые устройства централизованы и управляются одним или несколькими серверами. Индивидуальные рабочие станции или клиенты (такие, как ПК) должны обращаться к ресурсам сети через сервер(ы).

Технология «клиент-сервер» — это… Что такое Технология «клиент-сервер»?

Клиент-сервер (англ. Client-server) — вычислительная или сетевая архитектура, в которой задания или сетевая нагрузка распределены между поставщиками услуг (сервисов), называемыми серверами, и заказчиками услуг, называемыми клиентами. Нередко клиенты и серверы взаимодействуют через компьютерную сеть и могут быть как различными физическими устройствами, так и программным обеспечением.

Преимущества

• Делает возможным, в большинстве случаев, распределение функций вычислительной системы между несколькими независимыми компьютерами в сети. Это позволяет упростить обслуживание вычислительной системы. В частности, замена, ремонт, модернизация или перемещение сервера не затрагивают клиентов.
• Все данные хранятся на сервере, который, как правило, защищён гораздо лучше большинства клиентов. На сервере проще обеспечить контроль полномочий, чтобы разрешать доступ к данным только клиентам с соответствующими правами доступа.
• Позволяет объединить различные клиенты. Использовать ресурсы одного сервера часто могут клиенты с разными аппаратными платформами, операционными системами и т. п.

Недостатки

• Неработоспособность сервера может сделать неработоспособной всю вычислительную сеть.
• Поддержка работы данной системы требует отдельного специалиста — системного администратора.
• Высокая стоимость оборудования.

Многоуровневая архитектура клиент-сервер

Многоуровневая архитектура клиент-сервер — разновидность архитектуры клиент-сервер, в которой функция обработки данных вынесена на один или несколько отдельных серверов. Это позволяет разделить функции хранения, обработки и представления данных для более эффективного использования возможностей серверов и клиентов.

Частные случаи многоуровневой архитектуры:

Сеть с выделенным сервером

Сеть с выделенным сервером (англ. Client/Server network) — это локальная вычислительная сеть (LAN), в которой сетевые устройства централизованы и управляются одним или несколькими серверами. Индивидуальные рабочие станции или клиенты (такие, как ПК) должны обращаться к ресурсам сети через сервер(ы).

Литература

Валерий Коржов Многоуровневые системы клиент-сервер. Издательство Открытые системы (17 июня 1997). Архивировано из первоисточника 26 августа 2011. Проверено 31 января 2010.

Технология «клиент-сервер» и мониторы транзакций | Открытые системы. СУБД

модель сервера приложений (Application Server — AS).

В RDA-модели коды компонента представления и прикладного компонента совмещены и выполнятся на компьютере-клиенте, Последний поддерживает как функции ввода и отображения данных, так и чисто прикладные функции. Доступ к информационным ресурсам обеспечивается, как правило, операторами специального языка (языка SQL, например, если речь идет о базах данных) или вызовами функций специальной библиотеки ( если имеется соответствующий API). Запросы к информационным ресурсам направляются по сети удаленному компьютеру (например, серверу базы данных). Последний обрабатывает и выполняет запросы и возвращает клиенту блоки данных (рисунок 1). Говоря об архитектуре «клиент-сервер», в большинстве случаев имеют в виду именно эту модель.

Рис. 1. Модель доступа к удаленным данным

DSB-модель (рисунок 2) строится в предположении, что процесс, выполняемый на компьютере-клиенте, ограничивается функциями представления, в то время как собственно прикладные функции реализованы в хранимых процедурах (stored procedure), которые также называют компилируемыми резидентными процедурами, или процедурами базы данных Они хранятся непосредственно в базе данных и выполняются на компьютере-сервере базы данных (где функционирует и компонент, управляющий доступом к данным, то есть ядро СУБД). Понятие информационного ресурса сужено до баз данных, поскольку механизм хранимых процедур — отличительная характеристика DBS-модели — имеется пока только в СУБД, да и то не во всех.

Рис. 2. Модель сервера базы данных

На практике часто используются смешанные модели, когда поддержка целостности базы данных и некоторые простейшие прикладные функции поддерживаются хранимыми процедурами (DBS-модель), а более сложные функции реализуются непосредственно в прикладной программе, которая выполняется на компьютере-клиенте (RDA-модель). Однако такие решения, включающие элементы сразу двух моделей, не могут принципиально изменить наших представлений о их соотношении.

В AS-модели (рисунок 3) процесс, выполняющийся на компьютере-клиенте, отвечает, как обычно, за ввод и отображение данных (то есть реализует функции первой группы). Прикладные функции выполняются группой процессов (серверов приложений), функционирующих на удаленном компьютере (или нескольких компьютерах). Доступ к информационным ресурсам, необходимым для решения прикладных задач, обеспечивается ровно тем же способом, что и в RDA-модели. Из прикладных компонентов доступны ресурсы различных типов — базы данных, индексированные файлы, очереди и др. Серверы приложений выполняются, как правило, на том же компьютере, где функционирует менеджер ресурсов, однако могут выполняться и на других компьютерах.

Рис. 3. Модель сервера приложений

В чем заключается фундаментальное различие между этими моделями? RDA- и DBS-модели опираются на двухзвенную схему разделения функций. В RDA-модели прикладные функции приданы программе-клиенту, в DBS-модели ответственность за их выполнение берет на себя ядро СУБД. В первом случае прикладной компонент сливается с компонентом представления, во втором — интегрируется в компонент доступа к информационным ресурсам. Напротив, в AS-модели реализована классическая трехзвенная схема разделения функций, где прикладной компонент выделен как важнейший элемент приложения, для его определения используются универсальные механизмы многозадачной операционной системы, и стандартизованы интерфейсы с двумя другими компонентами. Собственно, из этой особенности AS-модели и вытекают ее преимущества, которые имеют важнейшее значение для чисто практической деятельности.

RDA-модель

Главное преимущество RDA-модели лежит в практической плоскости. Сегодня существует множество инструментальных средств, обеспечивающих быстрое создание desktop-приложений, работающих с SQL-ориентированными СУБД. Большинство из них поддерживают графический интерфейс пользователя в MS Windows, стандарт интерфейса ODBC, содержат средства автоматической генерации кода. Иными словами, основное достоинство RDA-модели заключается в унификации и широком выборе средств разработки приложений. Подавляющее большинство этих средств разработки на языках четвертого поколения ( включая и средства автоматизации программирования) как раз и создают коды, в которых смешаны прикладные функции и функции представления.

RDA-модель имеет ряд ограничений.

Во-первых, взаимодействие клиента и сервера посредством SQL-запросов существенно загружает сеть. Поскольку приложение является нераспределенным и вся его логика локализована на компьютере-клиенте, постольку приложение нуждается в передаче по сети данных большого объема, возможно, избыточных. Как только число клиентов возрастает, сеть превращается в «горлышко бутылки», тормозя быстродействие всей информационной системы.

Во-вторых, удовлетворительное администрирование приложений в RDA-модели практически невозможно. Очевидно, что если различные по своей природе функции (функции представления и чисто прикладные функции) смешаны в одной и той же программе, написанной на языке 4GL, то при необходимости изменения прикладных функций приходится переписывать всю программу целиком. При коллективной работе над проектом, как правило, каждому разработчику поручается реализация отдельных прикладных функций, что делает невозможным контроль за их взаимной непротиворечивостью. Каждому из разработчиков приходится программировать интерфейс с пользователем, что ставит под вопрос единый стиль интерфейса и его целостность.

DBS-модель

Несмотря на широкое распространение, RDA-модель уступает место более технологичной DBS-модели. Последняя реализована в некоторых реляционных СУБД (Ingres, Sybase, Oracle). Ее основу составляет механизм хранимых процедур — средство программирования ядра СУБД. Процедуры хранятся в словаре базы данных, разделяются между несколькими клиентами и выполняются на том же компьютере, где функционирует ядро СУБД. Язык, на котором разрабатываются хранимые процедуры, представляет собой процедурное расширение языка запросов SQL и уникален для каждой конкретной СУБД. Попытки стандартизации языка SQL, касающиеся хранимых процедур, пока не привели к ощутимому успеху. Кроме того, во многих реализациях процедуры являются интерпретируемыми, что делает их выполнение более медленным, нежели выполнение программ, написанных на языках третьего поколения. Механизм хранимых процедур — один из составных компонентов активного сервера базы данных [2].

В DBS-модели приложение является распределенным. Компонент представления выполняется на компьютере-клиенте, в то время как прикладной компонент (реализующий бизнес-функции) оформлен как набор хранимых процедур и функционирует на компьютере-сервере БД. Преимущества DBS-модели перед RDA-моделью очевидны: это и возможность централизованного администрирования бизнес-функций, и снижение трафика сети, и возможность разделения процедуры между несколькими приложениями, и экономия ресурсов компьютера за счет использования единожды созданного плана выполнения процедуры. Однако есть и недостатки.

Во-первых, средства, используемые для написания хранимых процедур, строго говоря, не являются языками программирования в полном смысле слова. Скорее, это — разнообразные процедурные расширения SQL, не выдерживающие сравнения по изобразительным средствам и функциональным возможностям с языками третьего поколения, такими как C или Pascal. Они встроены в конкретные СУБД, и, естественно, рамки их использования ограничены. Следовательно, система, в которой прикладной компонент реализован при помощи хранимых процедур, не является мобильной относительно СУБД. Кроме того, в большинстве СУБД отсутствуют возможности отладки и тестирования хранимых процедур, что превращает последние в весьма опасный механизм. Действительно, сколько-нибудь сложная неотлаженная комбинация срабатывания триггеров и запуска процедур может, по меткому выражению одного из разработчиков, «полностью разнести всю базу данных».

Во-вторых, DBS-модель не обеспечивает требуемой эффективности использования вычислительных ресурсов. Объективные ограничения в ядре СУБД не позволяют пока организовать в его рамках эффективный баланс загрузки, миграцию процедур на другие компьютеры-серверы БД и реализовать другие полезные функции. Попытки разработчиков СУБД предусмотреть в своих системах эти возможности (распределенные хранимые процедуры, запросы с приоритетами и т. д.) пока не позволяют добиться желаемого эффекта.

В-третьих, децентрализация приложений (один из ключевых факторов современных информационных технологий) требует существенного разнообразия вариантов взаимодействия клиента и сервера. При реализации прикладной системы могут понадобиться такие механизмы взаимодействия, как хранимые очереди, асинхронные вызовы и т. д., которые в DBS-модели не поддерживаются.

Сегодня вряд ли можно говорить о том, что хранимые процедуры в их нынешнем состоянии представляют собой адекватный механизм для описания бизнес-функций и реализации прикладного компонента. Для того, чтобы превратить их в действительно мощное средство, разработчики СУБД должны воспроизвести в них следующие возможности:

поддержка приоритетной обработки запросов.

Между тем эти возможности уже реализованы в AS-модели, которая в наибольшей степени отражает сильные стороны технологии «клиент-сервер».

AS-модель

Основным элементом принятой в AS-модели трехзвенной схемы является сервер приложения. В его рамках реализовано несколько прикладных функций, каждая из которых оформлена как служба (service) и предоставляет некоторые услуги всем программам, которые желают и могут ими воспользоваться. Серверов приложений может быть несколько, и каждый их них предоставляет определенный набор услуг. Любая программа, которая пользуется ими, рассматривается как клиент приложения (Applicaation Client — AC). Детали реализации прикладных функций в сервере приложений полностью скрыты от клиента приложения. AC обращается с запросом к конкретной службе, но не к AS, то есть серверы приложений обезличены и служат лишь своего рода «рамкой» для оформления служб, что позволяет эффективно управлять балансом загрузки. Запросы, поступающие от АС, выстраиваются в очередь к AS-процессу, который извлекает и передает их для обработки службе в соответствии с приоритетами.

АС трактуется более широко, чем компонент представления. Он может поддерживать интерфейс с конечным пользователем (тогда он является компонентом представления), может обеспечивать поступление данных от некоторых устройств (например, датчиков), может, наконец, сам по себе быть AS. Последнее позволяет реализовать прикладную систему, содержащую AS нескольких уровней. Архитектура такой системы может выглядеть как ядро, окруженное концентрическими кольцами. Ядро состоит из серверов приложений, в которых реализованы базовые прикладные функции. Кольца символизируют наборы AS являющихся клиентами по отношению к серверам нижнего уровня. Число уровней серверов в AS-модели, вообще говоря, не ограничено.

Нетрудно видеть, что AS-модель имеет универсальный характер. Четкое разграничение логических компонентов и рациональный выбор программных средств для их реализации обеспечивают модели такой уровень гибкости и открытости, который пока недостижим в RDA- и DBS-моделях. Именно AS-модель используется в качестве фундамента относительно нового для наших пользователей вида программного обеспечения — мониторов транзакций.

Мониторы транзакций

Мониторы обработки транзакций (Transaction Processing Monitor — TPM), или, проще, мониторы транзакций — программные системы (которые часто относят к категории middleware), обеспечивающие эффективное управление информационно-вычислительными ресурсами в распределенной системе. Они представляют собой гибкую, открытую среду для разработки и управления мобильными приложениями, ориентированными на оперативную обработку распределенных транзакций. В числе важнейших характеристик ТРМ — масштабируемость, поддержка функциональной полноты и целостности приложений, достижение максимальной производительности при обработке данных при невысоких стоимостных показателях, поддержка целостности данных в гетерогенной среде.

Среда разработки приложений

Разработчиков информационных систем ТРМ привлекают возможностью декомпозиции приложений по нескольким уровням с четко очерченными функциями и стандартными интерфейсами, что позволяет создавать легко модифицируемые системы со стройной и целостной архитектурой.

Концетрация чисто прикладных функций в серверах приложений и использование унифицированных интерфейсов с другими логическими компонентами делает прикладную систему практически полностью независимой, во-первых, от конкретной реализации интерфейса с пользователем, и, во-вторых, от необходимого ей менеджера ресурсов. Первое означает, что для реализации компонента представления может быть выбран практически любой удобный и привычный для разработчика инструментарий, будь то Visual Basic, Object Vision или просто С. Следствием второго является то, что менеджер ресурсов (например, СУБД) может быть безболезненно заменен на другой, поддерживающий тот же стандарт интерфейса с прикладной программой — для реляционных СУБД в качестве унифицированного интерфейса используется встроенный (embedded) SQL TMP, функционирующие на множестве платформ (например, TUXEDO System), позволяют разрабатывать приложения, не зависящие ни от конкретной платформы, ни от конкретных средств разработки, ни от конкретных средств коммуникации. Все это заставляет рассматривать их как мощный инструмент для создания полностью мобильных приложений в гетерогенной среде.

Центр проектирования приложений

Фундаментальная характеристика ТРМ — функциональный подход к проектированию бизнес-приложений. Характерное для ТРМ сосредоточение всех прикладных функций в серверах приложений и богатые возможности управления и администрирования превращают их в мощный центр проектирования приложений.

На практике это означает совершенно иной — по сравнению с другими видами программного обеспечения — подход к администрированию, существенно упрощающий обновление бизнес-функций и контроль за их непротиворечивостью. Любые изменения в прикладных функциях осуществляются локально, в сервере приложения, и никак не затрагивают коды клиентов, которых может быть множество. Более того, эти изменения вносятся специалистом — администратором сервера, единственным лицом, отвечающим за функциональность и семантическую целостность приложения. Разработчики программ-клиентов никак не участвуют в процедуре обновления приложения — это выходит за рамки их компетенции. Такой подход позволяет полностью закрыть от разработчиков как детали реализации бизнес-функций, так и собственно правила, по которым работает прикладная система.

Баланс загрузки

Уникальная возможность ТРМ — динамическая настройка параметров системы для достижения требуемой производительности (баланс загрузки) ТРМ поддерживают как статический, так и динамический баланс загрузки. Суть заключается в том, что ТРМ стартует или останавливает AS в зависимости от предопределенных условий и текущего состояния системы. Для оптимизации пропускной способности и времени отклика системы служб ТРМ тиражирует копии процессов-AS на этом же или других узлах, предоставляя тем самым в распоряжении АС необходимые вычислительные ресурсы (в виде дополнительных процессов) для выполнения их запросов.

Масштабируемость

Помимо вертикального и горизонтального масштабирования, ТРМ обеспечивают так называемую матричную масштабируемость. Это — интеграция дополнительных ресурсов в гетерогенную среду в любой ее точке без изменения архитектуры приложения, которое в этой среде функционирует. Достигается это за счет динамической реконфигурации, а на практике означает, что в конфигурацию системы динамически, без остановки серверов приложений, может быть добавлен, например, новый AS, дополнительный менеджер ресурсов или новый компьютер. Очевидно, что матричная масштабируемость практически неограниченно расширяет возможности управления параметрами системы для достижения требуемой производительности.

Оптимальное соотношение цена/производительность

ТРМ обладает возможностями, которые существенно снижают стоимость обработки данных в online-приложениях. Небольшие затраты на приобретение ТРМ с лихвой компенсируются экономией на СУБД. Дело в том, что, как правило, стоимость современных СУБД рассчитывается исходя их числа одновременных подключений. Клиент считается подключенным к СУБД, начиная с момента открытия сеанса с базой данных и заканчивая ее закрытием (хотя в рамках одного подключения некоторые СУБД, например, INGRES, позволяют открыть несколько сеансов с различными БД). В течение сеанса СУБД считает клиента активным и вынуждена хранить контекст его подключения, даже в том случае, если клиент вообще не направляет запросов СУБД, а выполняет свои внутренние функции, либо просто ждет ввода от пользователя (который, быть может, ушел пообедать).

Основная функция ТРМ — обеспечение быстрой обработки запросов, поступающих к AS от множества клиентов (от сотен до многих тысяч). ТРМ выполняет ее, мультиплексируя запросы на обслуживание, направляя их к AS, число которых контролируется им самим. Запросы на обработку данных формируются AS на языке SQL и адресуются СУБД. Между АС и СУБД появляется дополнительный слой (AS), которые выполняют роль мультиплексора. Действительно, АС подключается к AS, передает ему данные для обработки; после того, как AS выполнил требуемые действия, он получает результаты обработки и отключается. Контекст подключения не сохраняется, так как в этом нет никакой необходимости. В то же время клиент обращается с запросами на обслуживание не к СУБД, а к AS, следовательно, СУБД регистрирует и отслеживает подключения AS, но не АС. Однако таких подключений по определению будет гораздо меньше, чем возможных подключений клиентов — хотя бы потому, что сервер приложений предоставляет сервис, разделяемый одновременно несколькими клиентами. Но это позволяет ограничить максимально возможное число одновременных подключений к СУБД, уменьшив тем самым ее стоимость. Фактические данные, приведенные, например, в [3], свидетельствуют о том, что выигрыш в стоимости в приобретении пары «монитор транзакций — СУБД» по сравнению с приобретением только СУБД (как это не кажется парадоксальным) может достигать 50%, при этом производительность может возрасти в несколько раз.

Для понимания идей, заложенных в мониторы транзакций, важно рассмотреть модель обработки распределенных транзакций, которая была предложена USL и принята X/Open в качестве стандарта.

Модель обработки транзакций

Модель X/Open DTP описывает взаимодействие трех субъектов обработки транзакций — прикладной программы (в качестве прикладной программы фигурирует как AS, так и АС), менеджера транзакций (Transaction Manager — TM) и менеджера ресурсов (Recource Manager — RM).

На RM возложено управление информационными ресурсами — будь то файлы, базы данных или что-то другое. Прикладная программа взаимодействует с RM либо с помощью набора специальных функций, либо, если в качестве RM выступает реляционная SQL-ориентированная СУБД — посредством операторов языка SQL, инициируя необходимые операции с данными. Последние оформляются как транзакции, обработку которых берет на себя ТМ. Если с помощью монитора транзакций необходимо решать задачи обработки глобальных транзакций, то место менеджера ресурсов должна занять СУБД, поддерживающая протокол двухфазовый фиксации транзакций и удовлетворяющая стандарту X/Open XA (например, Oracle 7.0, Open INGRES, Informix-Online 5.0).

Роль ТМ в модели X/Open DTP — роль диспетчера, главного координатора транзакций. Он обладает полным набором управления как локальными, так и глобальными транзакциями. В последнем случае транзакция может обновлять данные на нескольких узлах, причем управление данными на них осуществляется, вообще говоря, различными RM. Обработки распределенных транзакций обеспечивается за счет использования протокола двухфазовой фиксации транзакций, который гарантирует целостность данных в информационной системе, распределенной по нескольким узлам, независимо от того, какой RM управляет обработкой данных на каждом таком узле. Эта уникальная возможность мониторов транзакций как раз и позволяет рассматривать их как своего рода «клей», как средство интеграции в гетерогенной информационной среде.

Понятия транзакции в ТРМ и в традиционных СУБД значительно отличаются. Суть остается одной («все или ничего»), но в понимании СУБД транзакция — это атомарное действие над базой данных, в то время как в ТРМ транзакция трактуется гораздо шире. Она включает не только операции с данными, но и любые другие действия — передачу сообщений, запись в индексированные файлы, опрос датчиков и т. д. Это позволяет реализовать в ТРМ прикладные транзакции, бизнес-транзакции, что в СУБД, вообще говоря, сделать невозможно.

Функции ТРМ в модели X/Open DTP не ограничиваются только управлением транзакциями. Он берет на себя также координацию взаимодействия клиента и сервера (поэтому иногда его называют Transaction & Communication Manager). При этом используется высокоуровневый интерфейс ATMI (Application Transaction Monitor Interface), представляющий собой набор вызовов функций на языке третьего поколения (например, на языке С). С его помощью разработчик реализует один из нескольких режимов взаимодействия клиента и сервера в рамках расширенной модели «клиент-сервер». Ни AS, ни АС не содержат явных вызовов менеджера транзакций — они включены в библиотечные функции ATMI и невидимы извне. Таким образом, детали взаимодействия прикладной программы и монитора транзакций скрыты от разработчика, что и дает основание говорить об ATMI как о высокоуровневом интерфейсе.

Стандартный способ передачи данных между AC и AS — буфера данных. Они представляют собой определяемые разработчиком структуры данных, память под которые выделяется ТМ. В процессе передачи данных ТМ выполняет различные преобразования (например, согласует формат представления данных при передаче их между машинами с разными архитектурами).

Модель X/Open DTP не описывает в деталях структуру монитора транзакций. Она лишь определяет, из каких компонентов должна состоять любая система DTP и как эти компоненты взаимодействуют друг с другом. Будучи воплощенной в конкретной системе, модель дополняется возможностями, существенно расширяющими традиционные представления о технологии «клиент-сервер». Например, монитор транзакций TUXEDO позволяет организовать взаимодействие АС и AS несколькими способами.

С помощью синхронного вызова tpcall() АС вызывает конкретную службу (один из параметров — имя службы), передает ей исходные данные в буфере и немедленно получает от службы результат обработки. Асинхронный вызов (функция tpcall()) делает то же самое, с тем лишь отличием, что результат обработки возвращается не сразу; клиент запрашивает службу для получения результатов обработки вызовом tpgetrply(). Асинхронный способ взаимодействия позволяет клиенту передать серверу запрос, продолжить работу и получить результаты запроса самостоятельно и в нужный момент времени. Кроме того, поддерживается диалоговый режим взаимодействия, позволяющий сохранять его контекст от сообщения к сообщению. Клиент подключается к серверу (вызов tpconnect()), получая его в монопольное использования до момента окончания диалога (вызов tpdiscon()). Наконец, существует вариант обмена сообщениями между клиентом и сервером через хранимые на диске очереди.

Система управления очередями

Одно из ключевых требований к современным информационным системам — эффективная обработки сообщений. Оно может быть удовлетворено за счет использования систем управления очередями. Разработчики ТРМ обычно включают в арсенал своих систем специальный менеджер ресурсов, отвечающий за управление очередями. Поясним его детали на примере TUXEDO System.

Управление очередями возложено на специальный компонент в составе TUXEDO — менеджер очередей (частный менеджер ресурсов). Помещение в очереди и выборка из них — прерогативы серверов, которые запрашивают менеджер очередей для выполнения соответствующих действий.

Как и в других режимах взаимодействия, в запросе клиент адресуется к конкретной службе. Для каждой из них на диске строятся собственные очередь запросов и очередь ответов. Помещением сообщений в первую и извлечением сообщений из второй ведает сервер TMQUEUE. Сервер TMQFORWARD выбирает сообщения их очереди запросов и помещает сообщения в очередь ответов.

Упрощенно работа с очередями выглядит следующим образом. Клиент посылает запрос конкретной службе, направляя его серверу TMQUEUE (вызов tpenqueue()). Последний помещает сообщение в очередь запросов к данной службе. Сервер TMQFORWARD извлекает сообщение из очереди запросов и направляет его службе (вызов tpcall()). Последняя, выполнив предписанные действия и сформировав ответ на запрос также в виде сообщения, посылает его в очередь ответов. Клиент, при помощи вызова tpdequeue(), запрашивает сервер TMQUEUE на получение сообщения из очереди ответов, что тот и выполняет.

Возможность хранения очередей сообщений в долговременной памяти позволяет говорить о практически стопроцентной надежности взаимодействия клиента и сервера. Даже в случае сбоя компьютера все сообщения с точностью до последнего сохраняются, а их обработка возобновляется с той точки, где произошел сбой. Любые действия с очередями помещаются в тело транзакции. Это обеспечивает полную надежность при доставке сообщений, позволяет доставлять сообщения с уведомлением о получении и реализовать множество полезных функций, необходимых в коммуникационных проектах.

***

На современном рынке мониторов транзакций основными «действующими лицами» являются такие системы, как ACMS (DEC), CICS (IBM), TOP END (NCR), PATHWAY (Tandem), ENCINA (Transarc), TUXEDO System (USL). Особе место TUXEDO System в этом ряду объясняется несколькими факторами. Система была разработана специалистами USL (компании, ныне поглощенной Novell Inc.), развивалась и совершенствовалась в течение более десяти лет и сегодня фактически приобрела статус стандарта для открытых систем OLTP. Будучи «ветераном» TMP, они послужила прототипом для мониторов транзакций, разработанных крупнейшими поставщиками компьютерных платформ. Ориентация на широкий спектр компьютеров под управлением ОС UNIX позволила системе охватить множество платформ, среди которых AT&T, Amdahl, Bull, Compaq, DataGeneral, Dell, DEC, HP, IBM, ICL, Motorola, NCR, NEC, Pyramid, Sequent, Siemens Nixdorf, Silicon Graphics, Stratus, Su, Tandem, Teradata, Unisys. Компактность кода (около 30 функций ATMI), рациональная архитектура, эффективное использование базовых механизмов ОС UNIX и ряд других привлекательных качеств (в которых автор удостоверился на практике) снискали TUXEDO System популярность среди разработчиков и менеджеров информационных систем.

В России TUXEDO System впервые была представлена на конференции SUUG в 1992 году. Сегодня система доступна для российских разработчиков. Написанию статьи предшествовали многочисленные и плодотворные обсуждения этой темы с Владимиром Елисеевым, им же сделаны ценные замечания по тексту статьи, за что автора выражает глубокую признательность.

Что такое технология клиент–сервер

Содержание статьи:

Технология клиент-сервер – это способ соединения между клиентом (компьютером пользователя) и сервером (мощным компьютером или оборудованием, предоставляющем данные), при котором они взаимодействуют между собой напрямую.

Что такое “клиент-сервер”?

Общие принципы передачи данных между компонентами вычислительной сети устанавливаются сетевой архитектурой. Технология “клиент-сервер” представляет собой такую систему, в которой хранение информации и ее обработка осуществляются на серверной части, а формирование запроса и получение данных предоставляется клиентской стороне. В отличие от клиент-серверной технологии, где данные извлекаются из файлов, в сетях “клиент-сервер” данные хранятся на той машине, где установлено серверное приложение сетевой базы данных.

При этом клиент-серверные технологии предусматривают наличие специального программного обеспечения – клиентского и серверного. Эти программы взаимодействуют с помощью специальных сетевых протоколов передачи данных. Как правило, клиент и сервер установлены на разных компьютерах, но иногда могут быть установлены и на одну машину.

Серверное программное обеспечение настроено на получение и обработку запросов от пользователя, предоставляя ему результат в виде данных или функций (электронная почта, общение или просмотр страниц в интернете). Компьютер, на который устанавливается эта программа, должен иметь высокую производительность и высокие технические параметры.

Как функционирует клиент-серверная архитектура

Программное обеспечение со стороны клиентской машины отправляет запрос на сервер, где он обрабатывается и готовый результат отправляется клиенту. Подобная технология работает по такому же принципу, как и база данных: запрос – обработка – передача результата.

Сервер выполняет следующие функции:

• хранение данных;
• обработка запроса от клиента с помощью процедур и триггеров;
• отправка результата клиенту.

Функции, которые реализуются клиентской частью:

• формирование и отправка запроса к серверу;
• получение результатов и отправка дополнительных команд (запросов на добавление, удаление или обновление информации).

Достоинства и недостатки

Клиент-серверная архитектура обладает следующими преимуществами:

• высокая скорость обработки данных;
• низкая нагрузка на сетевую инфраструктуру;
• возможность быстрой работы с большим количеством клиентов;
• разделение программного кода серверных и клиентских приложений.

Несколько пользователей могут одновременно работать с данными за счет транзакций (последовательность операций, представляемых в виде единого блока) и блокировок (изоляция данных от редактирования другими пользователями).

Недостатки клиент-серверной технологии:

• высокие требования к аппаратно-программным характеристикам серверного оборудования за счет того, что обработка данных происходит на стороне сервера;
• потребность в системном администраторе, контролирующем бесперебойность работы серверного оборудования.

Многоуровневая клиент-серверная архитектура

Многоуровневая технология “клиент-сервер” предусматривает выделение отдельного серверного оборудования для обработки данных. Операции хранения, обработки и вывода данных производятся на разных серверах. Благодаря этому распределению обязанностей повышается эффективность работы сети.

Примером многоуровневой архитектуры является трехуровневая технология. В такой сети, помимо клиента и сервера приложений, есть дополнительный сервер базы данных.

Предусматриваются следующие три уровня:

1. Нижний. Это звено включает клиентское программное обеспечение с пользовательским интерфейсом и системой взаимодействия со следующим уровнем обработки данных.
2. Средний. Запросы от клиентских программ обрабатываются сервером приложений, на котором осуществляются операции по обработке и подготовке информации для передачи между сервером верхнего уровня и клиентом. Он позволяет разгрузить хранилище данных от лишней нагрузки и распределить запросы от разных пользователей.
3. Верхний. Это независимый сервер базы данных, на котором хранится вся информация. Он получает подготовленный запрос от сервера приложений и предоставляет ему необходимую информацию без непосредственного взаимодействия с клиентскими приложениями.

Сеть с выделенным сервером

Архитектура с выделенным сервером представляет собой такую локальную сеть, в которой все взаимодействующие устройства находятся под управлением одного или нескольких серверов. При этом клиенты (рабочие станции) отправляют запрос к ресурсам через серверное программное обеспечение. Выделенный сервер не имеет клиентской части и функционирует только как сервер для обработки запросов от клиентов и защиты данных. При наличии нескольких серверов, функции между ними могут распределяться с определением для каждого отдельных обязанностей.

Что такое клиент-серверная архитектура — особенности и недостатки

Сегодня практически 90% сервисов в Интернете работают, используя архитектуру клиент-сервер. Но при этом ещё не все понимают её смысл и принцип работы. Давайте это исправим! Что же такое клиент-серверная архитектура? Это это такая система организации сети, в которой выполняемые задачи условно делятся между двумя подсистемами: клиентом и сервером. Клиент — это объект, запрашивающий информацию по сети. В его роли выступает обычно персональный компьютер, ноутбук, планшет или смартфон. Сервер — это тоже компьютер (обычно очень мощный и высокопроизводительный компьютер или целый мэйнфрейм). Самый просто пример — Вы скачиваете какой-нибудь документ или музыкальную запись из Интернета. Ваш компьютер — клиент, а сайт, с которого Вы качаете информацию — это сервер.
При этом достаточно часто используются такие термины, как «upstream» и «downstream», обозначающие передачу данных от одного устройства к другому в разных направлениях. С точки зрения пользователя локальной сети или сети Интернет, «upstream» — это исходящий поток данных, который отправляется от его компьютера к удаленному, расположенному в другой точке сети. А «downstream» — это входящий поток, то есть информация передаётся уже в обратном направлении, от удаленного компьютера к пользователю.

Архитектура Клиент-Сервер

Клиент-серверная архитектура представляет собой иерархическую сеть, которая состоит из узлов-клиентов (их может быть от одного и до неограниченного количества) и центрального сервера, через который выполняется хранение и обработка данных, а так же передача их в обоих направлениях. На текущий момент большая часть Интернета и локальный сетей используют именно архитектуру Клиент-Сервер для приема и передачи данных и медиаконтента. Простейшая схема клиент-серверной архитектуры в локальной сети выглядит так:

Если рассматривать глобальную сеть — Интернет, то там различий нет, всё фактически то же самое. Вот схема:

Как говорится, найди пять отличий. Даже в тех случаях, когда один пользователь отправляет другому файл через электронную почту, мессенджер или облачное хранилище, всё равно происходит взаимодействие Клиент-Сервер. Сначала один клиент отправляет на сервер файл, сервер его обрабатывает и либо отправляет дальше, другому клиенту, либо хранит его, чтобы второй клиент зашёл и скачал файл себе. Как Вы понимаете, любой сайт в Интернете — это сервер, который  отвечает за передачу данных между клиентами.

Плюсы и минусы клиент-серверной архитектуры

Как и любая другая технология, клиент-серверная архитектура имеет свои преимущества и свои недостатки. Рассмотрим их.

Преимущества:

• Выполнение бОльшей части работы мощной серверной частью при минимуме нагрузки на клиента.
• Основная часть данных хранятся на сервере. При этом, как правило, он лучше защищён от различного вида угроз, чем обычный клиентский ПК.
• Возможность более чёткого разграничения полномочий доступа к разным уровням информационной системы. Каждому клиенту — свой уровень доступа.
• Кроссплатформенность. Проще говоря, любой клиент может работать с ресурсами сервера вне зависимости от используемой операционной системы.
• Уменьшение нагрузки на сеть ввиду того, что клиент в основном передаёт серверу команды, а тот уже их исполняет.

Недостатки:

• Выход из строя сервера может привести к неработоспособности всей системы, его использующей.
• Высокая стоимость серверного оборудования и его обслуживания (в частности, может потребоваться отдельный специалист для обслуживания).
• Высокая нагрузка на серверное оборудование и канал связи до него.

Лекция 6, ч.1. Архитектура клиент-сервер · Курс лекций «Тестирование програмного обеспечения»

Веб-приложение – это клиент-серверное приложение, в котором клиентом выступает браузер, а сервером – веб-сервер (в широком смысле).

Основная часть приложения, как правило, находится на стороне веб-сервера, который обрабатывает полученные запросы в соответствии с бизнес-логикой продукта и формирует ответ, отправляемый пользователю. На этом этапе в работу включается браузер, именно он преобразовывает полученный ответ от сервера в графический интерфейс, понятный пользователю.

Архитектура «клиент-сервер» определяет общие принципы организации взаимодействия в сети, где имеются серверы, узлы-поставщики некоторых специфичных функций (сервисов) и клиенты (потребители этих функций).
Практические реализации такой архитектуры называются клиент-серверными технологиями.

Двухзвенная архитектура — распределение трех базовых компонентов между двумя узлами (клиентом и сервером). Двухзвенная архитектура используется в клиент-серверных системах, где сервер отвечает на клиентские запросы напрямую и в полном объеме.

Расположение компонентов на стороне клиента или сервера определяет следующие основные модели их взаимодействия в рамках двухзвенной архитектуры:

• Сервер терминалов — распределенное представление данных.
• Файл-сервер — доступ к удаленной базе данных и файловым ресурсам.
• Сервер БД — удаленное представление данных.
• Сервер приложений — удаленное приложение.

Клиент – это браузер, но встречаются и исключения (в тех случаях, когда один веб-сервер (ВС1) выполняет запрос к другому (ВС2), роль клиента играет веб-сервер ВС1). В классической ситуации (когда роль клиента выполняет браузер) для того, чтобы пользователь увидел графический интерфейс приложения в окне браузера, последний должен обработать полученный ответ веб-сервера, в котором будет содержаться информация, реализованная с применением HTML, CSS, JS (самые используемые технологии). Именно эти технологии «дают понять» браузеру, как именно необходимо «отрисовать» все, что он получил в ответе.

Веб-сервер – это сервер, принимающий HTTP-запросы от клиентов и выдающий им HTTP-ответы. Веб-сервером называют как программное обеспечение, выполняющее функции веб-сервера, так и непосредственно компьютер, на котором это программное обеспечение работает. Наиболее распространенными видами ПО веб-серверов являются Apache, IIS и NGINX. На веб-сервере функционирует тестируемое приложение, которое может быть реализовано с применением самых разнообразных языков программирования: PHP, Python, Ruby, Java, Perl и пр.

База данных фактически не является частью веб-сервера, но большинство приложений просто не могут выполнять все возложенные на них функции без нее, так как именно в базе данных хранится вся динамическая информация приложения (учетные, пользовательские данные и пр).

База данных — это информационная модель, позволяющая упорядоченно хранить данные об объекте или группе объектов, обладающих набором свойств, которые можно категоризировать. Базы данных функционируют под управлением так называемых систем управления базами данных (далее – СУБД). Самыми популярными СУБД являются MySQL, MS SQL Server, PostgreSQL, Oracle (все – клиент-серверные).

Трехзвенная архитектура — сетевое приложение разделено на две и более частей, каждая из которых может выполняться на отдельном компьютере. Выделенные части приложения взаимодействуют друг с другом, обмениваясь сообщениями в заранее согласованном формате.

Третьим звеном в трехзвенной архитектуре становится сервер приложений, т.е. компоненты распределяются следующим образом:

1. Представление данных — на стороне клиента.
2. Прикладной компонент — на выделенном сервере приложений (как вариант, выполняющем функции промежуточного ПО).
3. Управление ресурсами — на сервере БД, который и представляет запрашиваемые данные.

Трехзвенная архитектура может быть расширена до многозвенной (N-tier, Multi-tier) путем выделения дополнительных серверов, каждый из которых будет представлять собственные сервисы и пользоваться услугами прочих серверов разного уровня.

Двухзвенная архитектура проще, так как все запросы обслуживаются одним сервером, но именно из-за этого она менее надежна и предъявляет повышенные требования к производительности сервера.

Трехзвенная архитектура сложнее, но, благодаря тому, что функции распределены между серверами второго и третьего уровня, эта архитектура предоставляет:

1. Высокую степень гибкости и масштабируемости.
2. Высокую безопасность (т.к. защиту можно определить для каждого сервиса или уровня).
3. Высокую производительность (т.к. задачи распределены между серверами).

---

Клиент-серверные технологии

Архитектура клиент-сервер применяется в большом числе сетевых технологий, используемых для доступа к различным сетевым сервисам.

Типы сервисов:

Изначально предоставляли доступ к гипертекстовым документам по протоколу HTTP (Hyper Text Transfer Protocol). Сейчас поддерживают расширенные возможности, в частности, работу с бинарными файлами (изображения, мультимедиа и т.п.).

• Серверы приложений

Предназначены для централизованного решения прикладных задач в некоторой предметной области. Для этого пользователи имеют право запускать серверные программы на исполнение. Использование серверов приложений позволяет снизить требования к конфигурации клиентов и упрощает общее управление сетью.

• Серверы баз данных

Серверы баз данных используются для обработки пользовательских запросов на языке SQL. При этом, СУБД находится на сервере, к которому и подключаются клиентские приложения.

Файл-сервер хранит информацию в виде файлов и предоставляет пользователям доступ к ней. Как правило, файл-сервер обеспечивает и определенный уровень защиты от несанкционированного доступа

• Прокси-сервер

Во-первых, действует как посредник, помогая пользователям получить информацию из Интернета и, при этом, обеспечивая защиту сети.

Во-вторых, сохраняет часто запрашиваемую информацию в кэш-памяти на локальном диске, быстро доставляя ее пользователям, без повторного обращения к Интернету.

• Файрволы (брандмауэры)

Межсетевые экраны, анализирующие и фильтрующие проходящий сетевой трафик, с целью обеспечения безопасности сети.

• Почтовые серверы

Предоставляют услуги по отправке и получению электронных почтовых сообщений.

• Серверы удаленного доступа (RAS)

Эти системы обеспечивают связь с сетью по коммутируемым линиям. Удаленный сотрудник может использовать ресурсы корпоративной ЛВС, подключившись к ней с помощью обычного модема.

Для доступа к тем или иным сетевым сервисам используются клиенты, возможности которых характеризуются понятием «толщины». Оно определяет конфигурацию оборудования и программное обеспечение, имеющиеся у клиента. Рассмотрим возможные граничные значения:

«Тонкий» клиент

Этот термин определяет клиента, вычислительных ресурсов которого достаточно лишь для запуска необходимого сетевого приложения через web-интерфейс. Пользовательский интерфейс такого приложения формируется средствами статического HTML (выполнение JavaScript не предусматривается), вся прикладная логика выполняется на сервере. Для работы тонкого клиента достаточно лишь обеспечить возможность запуска web-браузера, в окне которого и осуществляются все действия. По этой причине web-браузер часто называют «универсальным клиентом».

«Толстый» клиент

Таковым является рабочая станция или персональный компьютер, работающие под управлением собственной дисковой операционной системы и имеющие необходимый набор программного обеспечения. К сетевым серверам «толстые» клиенты обращаются, в основном, за дополнительными услугами (например, доступ к web-серверу или корпоративной базе данных).

Так же под «толстым» клиентом подразумевается и клиентское сетевое приложение, запущенное под управлением локальной ОС. Такое приложение совмещает компонент представления данных (графический пользовательский интерфейс ОС) и прикладной компонент (вычислительные мощности клиентского компьютера).

В последнее время все чаще используется еще один термин:«rich»-client. «Rich» -клиент, своего рода, компромисс между «толстым» и «тонким» клиентом. Как и «тонкий» клиент, «rich»-клиент также представляет графический интерфейс, описываемый уже средствами XML и включающий некоторую функциональность толстых клиентов (например, интерфейс drag-and-drop, вкладки, множественные окна, выпадающие меню и т.п.)

Прикладная логика «rich»-клиента также реализована на сервере. Данные отправляются в стандартном формате обмена, на основе того же XML (протоколы SOAP, XML-RPC) и интерпретируются клиентом.

Некоторые основные протоколы «rich»-клиентов на базе XML приведены ниже:

• XAML (eXtensible Application Markup Language) — разработан Microsoft и используется в приложениях на платформе .NET.
• XUL (XML User Interface Language) — стандарт, разработанный в рамках проекта Mozilla, используется, например, в почтовом клиенте Mozilla Thunderbird или браузере Mozilla Firefox.
• Flex — мультимедийная технология на основе XML, разработанная Macromedia/Adobe.

Протокол передачи данных — набор соглашений интерфейса логического уровня, которые определяют обмен данными между различными программами. Эти соглашения задают единообразный способ передачи сообщений и обработки ошибок при взаимодействии ПО.

Сетевой протокол — набор правил и действий (очерёдности действий), позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и более включёнными в сеть устройствами.

---

Сетевые протоколы:

TCP/IP — набор протоколов передачи данных, получивший название от двух принадлежащих ему протоколов: TCP (англ. Transmission Control Protocol) и IP (англ. Internet Protocol).

Наиболее известные протоколы, используемые в сети Интернет:

• HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) — это протокол передачи гипертекста.

• HTTPS (HyperText Transfer Protocol Secure) — расширение протокола HTTP для поддержки шифрования, в целях повышения безопасности. Данные в протоколе HTTPS передаются поверх криптографических протоколов SSL или TLS.

• SSL ( Secure Sockets Layer — уровень защищённых cокетов) — криптографический протокол, который подразумевает более безопасную связь.

• FTP (File Transfer Protocol) — это протокол передачи файлов со специального файлового сервера на компьютер пользователя.

• POP3 (Post Office Protocol) — это стандартный протокол почтового соединения.

• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) — протокол, который задает набор правил для передачи почты.

• TELNET — это протокол удаленного доступа.

• DTN — протокол, предназначенный для сетей дальней космической связи IPN, которые используются NASA.

Всё ПО для работы с протоколом HTTP разделяется на три большие категории:

1.Серверы — основные поставщики услуг хранения и обработки информации (обработка запросов).

2.Клиенты — конечные потребители услуг сервера (отправка запроса).

3.Прокси (посредники) — для выполнения транспортных служб.

Прокси-сервер (proxy — «представитель, уполномоченный») — промежуточный сервер (комплекс программ) в компьютерных сетях, выполняющий роль посредника между пользователем и целевым сервером (при этом о посредничестве могут как знать, так и не знать обе стороны), позволяющий клиентам как выполнять косвенные запросы (принимая и передавая их через прокси-сервер) к другим сетевым службам, так и получать ответы.

Клиент-сервер — Изучение веб-разработки | MDN

Теперь, когда вы знаете цель и потенциальные преимущества программирования на стороне сервера, мы подробно рассмотрим, что происходит, когда сервер получает «динамический запрос» от браузера. Поскольку большая часть серверного кода веб-сайта обрабатывает запросы и ответы аналогичным образом, это поможет вам понять, что нужно делать при написании большей части собственного кода.

Перед стартом:	Базовая компьютерная грамотность. Базовое понимание того, что такое веб-сервер.
Цель:	Изучить взаимодействие между клиентом и сервером на динамическом веб-сайте и, в частности, узнать, какие действия нужно произвести в коде серверной части.

В обсуждении нет реального кода, поскольку мы ещё не выбрали, какой именно веб-фреймворк будем использовать для написания нашего кода! Тем не менее, это обсуждение всё ещё очень актуально, поскольку описанное поведение должно быть реализовано вашим серверным кодом независимо от того, какой язык программирования или веб-фреймворк вы выберите.

Веб-браузеры взаимодействуют с веб-серверами при помощи протокола передачи гипертекста (HTTP). Когда вы кликаете на ссылку на странице, заполняете форму или производите поиск, браузер отправляет на сервер HTTP-запрос.

Этот запрос включает:

• Путь (URL), который определяет целевой сервер и ресурс (например, HTML-файл, конкретная точка данных на сервере или запускаемый инструмент).
• Метод, который определяет необходимое действие (например, получить файл, сохранить или обновить какие-либо данные). Различные методы/команды и связанные с ними действия перечислены ниже:
  • GET – получить определённый ресурс (например, HTML-файл, содержащий информацию о товаре или список товаров).
  • POST – создать новый ресурс (например, добавить новую статью на вики, добавить новый контакт в базу данных).
  • HEAD – получить метаданные об определённом ресурсе без получения содержания, как это делает запрос GET. Например, вы можете использовать запрос HEAD, чтобы узнать, когда ресурс в последний раз обновлялся, и только потом использовать (более «затратный») запрос GET, чтобы загрузить сам ресурс, если он был изменён.
  • PUT – обновить существующий ресурс (или создать новый, если таковой не существует).
  • DELETE – удалить определённый ресурс.
  • TRACE, OPTIONS, CONNECT, PATCH – эти команды используются для менее популярных/более сложных задач, поэтому пока мы не будем их рассматривать.
• Дополнительная информация может быть закодирована в запросе (например, данные HTML-формы). Информация может быть закодирована как:
  • URL-параметры: GET запросы зашифровывают данные в URL-адресе, который отправляется на сервер, путём добавления пар имя/значение в его конец, например, http://mysite.com?name=Fred&age=11. В этом случае всегда ставится знак вопроса (?), отделяющий основную часть URL-адреса от URL-параметров, знак равно (=), отделяющий каждое имя от соответствующего ему значения, и амперсанд (&), разделяющий пары. URL-параметры, по своей сути, «небезопасны», так как могут быть изменены пользователями и затем отправлены повторно. В результате, URL-параметры /GET запросы не используются для запросов, которые обновляют данные на сервере.
  • POST данные. POST запросы добавляют новые ресурсы, данные которых зашифрованы в теле самого запроса.
  • Куки-файлы клиентской части. Куки-файлы содержат данные сессий о клиенте, включая ключи, которые сервер может использовать для определения статуса его авторизации и разрешения/права доступа к ресурсам.

Веб-серверы ожидают сообщений с запросами от клиентов, обрабатывают их, когда они приходят и отвечают веб-браузеру через сообщение с HTTP-ответом. Ответ содержит Код статуса HTTP-ответа, который показывает, был ли запрос успешным (например, «200 OK» означает успех, «404 Not Found» если ресурс не может быть найден, «403 Forbidden», если пользователь не имеет права просматривать ресурс, и т. д.). Тело успешного ответа на запрос GET будет содержать запрашиваемый ресурс.

После того как HTML-страница возвращена, она отрисовывается браузером. Во время этого браузер может обнаружить ссылки на другие ресурсы (например, HTML-страница обычно ссылается на JavaScript и CSS-файлы) и послать отдельные HTTP-запросы для загрузки этих файлов.

Как статические, так и динамические веб-сайты (речь о которых идёт в следующих разделах) используют точно такой же протокол/шаблоны обмена данными.

Пример GET запроса/ответа

Вы можете сформировать простой GET запрос кликнув по ссылке или через поиск по сайту (такой как страница поисковой системы). Например, HTTP-запрос, отправленный во время выполнения запроса «client server overview» на сайте MDN, будет во многом похож на текст ниже (он не будет идентичным, потому что части сообщения зависят от вашего браузера/настроек).

Формат HTTP сообщения определён в «веб-стандарте» (RFC7230). Вам не нужно знать этот уровень детализации, но, по крайней мере, теперь вы знаете, откуда это появилось!

Запрос

Каждая строка запроса содержит информацию о запросе. Первая часть называется заголовок и содержит важную информацию о запросе, точно так же, как HTML head содержит важную информацию о HTML-документе (но не содержимое документа, которое расположено внутри тэга «body»):

GET https://developer.mozilla.org/en-US/search?q=client+server+overview&topic=apps&topic=html&topic=css&topic=js&topic=api&topic=webdev HTTP/1.1
Host: developer.mozilla.org
Connection: keep-alive
Pragma: no-cache
Cache-Control: no-cache
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/52.0.2743.116 Safari/537.36
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
Referer: https://developer.mozilla.org/en-US/
Accept-Encoding: gzip, deflate, sdch, br
Accept-Language: en-US,en;q=0.8,es;q=0.6
Cookie: sessionid=6ynxs23n521lu21b1t136rhbv7ezngie; csrftoken=zIPUJsAZv6pcgCBJSCj1zU6pQZbfMUAT; dwf_section_edit=False; dwf_sg_task_completion=False; _gat=1; _ga=GA1.2.1688886003.1471911953; ffo=true

Первая и вторая строки содержат большую часть информации, о которой говорилось выше:

• Тип запроса (GET).
• URL целевого ресурса (/en-US/search).
• URL-параметры (q=client%2Bserver%2Boverview&topic=apps&topic=html&topic=css&topic=js&topic=api&topic=webdev).
• Целевой/хост-веб-сайт (developer.mozilla.org).
• Конец первой строки также содержит короткую строку, идентифицирующую версию протокола (HTTP/1.1).

Последняя строка содержит информацию о клиентских куки — в данном случае можно увидеть куки, включающие id для управления сессиями (Cookie: sessionid=6ynxs23n521lu21b1t136rhbv7ezngie; ...).

Оставшиеся строки содержат информацию об используемом браузере и о видах ответов, которые он может обработать. Например, здесь вы можете увидеть:

• Мой браузер (User-Agent) — Mozilla Firefox (Mozilla/5.0).
• Он может принимать информацию, упакованную в gzip (Accept-Encoding: gzip).
• Он может принимать указанные кодировки  (Accept-Charset: ISO-8859-1,UTF-8;q=0.7,*;q=0.7) и языков (Accept-Language: de,en;q=0.7,en-us;q=0.3).
• Строка Referer идентифицирует адрес веб-страницы, содержащей ссылку на этот ресурс (то есть источник оригинального запроса, https://developer.mozilla.org/en-US/).

HTTP-запрос может также содержать body, но в данном случае этого нет.

Ответ

Первая часть ответа на запрос показана ниже. Заголовок содержит следующую информацию:

• Первая строка содержит код ответа 200 OK, говорящий о том, что запрос выполнен успешно.
• Мы можем видеть, что ответ имеет text/html формат (Content-Type).
• Также мы видим, что ответ использует кодировку UTF-8 (Content-Type: text/html; charset=utf-8).
• Заголовок также содержит длину ответа (Content-Length: 41823).

В конце сообщения мы видим содержимое body, содержащее HTML-код возвращаемого ответа.

HTTP/1.1 200 OK
Server: Apache
X-Backend-Server: developer1.webapp.scl3.mozilla.com
Vary: Accept,Cookie, Accept-Encoding
Content-Type: text/html; charset=utf-8
Date: Wed, 07 Sep 2016 00:11:31 GMT
Keep-Alive: timeout=5, max=999
Connection: Keep-Alive
X-Frame-Options: DENY
Allow: GET
X-Cache-Info: caching
Content-Length: 41823



<!DOCTYPE html>
<html lang="en-US" dir="ltr"  data-ffo-opensanslight=false data-ffo-opensans=false >
<head prefix="og: http://ogp.me/ns#">
  <meta charset="utf-8">
  <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=Edge">
  <script>(function(d) { d.className = d.className.replace(/\bno-js/, ''); })(document.documentElement);</script>
  ...

Остальная часть заголовка ответа содержит информацию об ответе (например, когда он был сгенерирован), сервере и о том, как он ожидает, что браузер обработает страницу (например, строка X-Frame-Options: DENY говорит браузеру не допускать внедрения этой страницы, если она будет внедрена в <iframe> (en-US) на другом сайте).

Пример POST запроса/ответа

HTTP POST создаётся, когда вы отправляете форму, содержащую информацию, которая должна быть сохранена на сервере.

Запрос

В приведённом ниже тексте показан HTTP-запрос, сделанный когда пользователь загружает новые данные профиля на этом сайте. Формат запроса почти такой же, как пример запроса GET, показанный ранее, хотя первая строка идентифицирует этот запрос как POST.

POST https://developer.mozilla.org/en-US/profiles/hamishwillee/edit HTTP/1.1
Host: developer.mozilla.org
Connection: keep-alive
Content-Length: 432
Pragma: no-cache
Cache-Control: no-cache
Origin: https://developer.mozilla.org
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/52.0.2743.116 Safari/537.36
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
Referer: https://developer.mozilla.org/en-US/profiles/hamishwillee/edit
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Accept-Language: en-US,en;q=0.8,es;q=0.6
Cookie: sessionid=6ynxs23n521lu21b1t136rhbv7ezngie; _gat=1; csrftoken=zIPUJsAZv6pcgCBJSCj1zU6pQZbfMUAT; dwf_section_edit=False; dwf_sg_task_completion=False; _ga=GA1.2.1688886003.1471911953; ffo=true

csrfmiddlewaretoken=zIPUJsAZv6pcgCBJSCj1zU6pQZbfMUAT&user-username=hamishwillee&user-fullname=Hamish+Willee&user-title=&user-organization=&user-location=Australia&user-locale=en-US&user-timezone=Australia%2FMelbourne&user-irc_nickname=&user-interests=&user-expertise=&user-twitter_url=&user-stackoverflow_url=&user-linkedin_url=&user-mozillians_url=&user-facebook_url=

Основное различие заключается в том, что URL-адрес не имеет параметров. Как вы можете видеть, информация из формы закодирована в теле запроса (например, новое полное имя пользователя устанавливается с использованием: &user-fullname=Hamish+Willee).

Ответ

Ответ от запроса показан ниже. Код состояния «302 Found» сообщает браузеру, что сообщение обработано, и что необходим второй HTTP-запрос для загрузки страницы, указанной в поле Location. В остальном информация аналогична информации для ответа на запрос GET .

HTTP/1.1 302 FOUND
Server: Apache
X-Backend-Server: developer3.webapp.scl3.mozilla.com
Vary: Cookie
Vary: Accept-Encoding
Content-Type: text/html; charset=utf-8
Date: Wed, 07 Sep 2016 00:38:13 GMT
Location: https://developer.mozilla.org/en-US/profiles/hamishwillee
Keep-Alive: timeout=5, max=1000
Connection: Keep-Alive
X-Frame-Options: DENY
X-Cache-Info: not cacheable; request wasn't a GET or HEAD
Content-Length: 0

На заметку: HTTP-ответы и запросы, показанные в этих примерах, были захвачены с помощью приложения Fiddler, но вы можете получить аналогичную информацию с помощью веб-снифферов (например, http://web-sniffer.net/) или с помощью расширений браузера, таких как HttpFox. Вы можете попробовать это сами. Воспользуйтесь любым из предложенных инструментов, а затем перейдите по сайту и отредактируйте информацию профиля, чтобы увидеть различные запросы и ответы. В большинстве современных браузеров также есть инструменты, которые отслеживают сетевые запросы (например, инструмент Network Monitor в Firefox).

Статический сайт — это тот, который возвращает тот же жёсткий кодированный контент с сервера всякий раз, когда запрашивается конкретный ресурс. Например, если у вас есть страница о товаре в /static/myproduct1.html, эта же страница будет возвращена каждому пользователю. Если вы добавите ещё один подобный товар на свой сайт, вам нужно будет добавить ещё одну страницу (например, myproduct2.html) и так далее. Это может стать действительно неэффективным — что происходит, когда вы попадаете на тысячи страниц товаров? Вы повторяли бы много кода на каждой странице (основной шаблон страницы, структуру и т. д.), И если бы вы захотели изменить что-либо в структуре страницы — например, добавить новый раздел «связанные товары» — тогда вам придётся менять каждую страницу отдельно.

На заметку: Статические сайты превосходны, когда у вас небольшое количество страниц и вы хотите отправить один и тот же контент каждому пользователю. Однако их обслуживание может потребовать значительных затрат по мере увеличения количества страниц.

Давайте вспомним, как это работает, снова взглянув на диаграмму архитектуры статического сайта, на которую мы смотрели в последней статье.

Когда пользователь хочет перейти на страницу, браузер отправляет HTTP-запрос GET с указанием URL-адреса его HTML-страницы. Сервер извлекает запрошенный документ из своей файловой системы и возвращает HTTP-ответ, содержащий документ и код состояния HTTP Response status code 200 OK (успех). Сервер может вернуть другой код состояния, например, «404 Not Found», если файл отсутствует на сервере или «301 Moved Permanently», если файл существует, но был перемещён в другое место.

Серверу для статического сайта нужно будет только обрабатывать GET-запросы, потому что сервер не сохраняет никаких модифицируемых данных. Он также не изменяет свои ответы на основе данных HTTP-запроса (например, URL-параметров или файлов cookie).

Понимание того, как работают статические сайты, тем не менее полезно при изучении программирования на стороне сервера, поскольку динамические сайты точно так же обрабатывают запросы для статических файлов (CSS, JavaScript, статические изображения и т. д.).

Динамический сайт — это тот, который может генерировать и возвращать контент на основе конкретного URL-адреса запроса и данных (а не всегда возвращать один и тот же жёсткий код для определённого URL-адреса). Используя пример сайта товара, сервер будет хранить «данные» товара в базе данных, а не отдельные HTML-файлы. При получении GET-запроса для товара сервер определяет идентификатор товара, извлекает данные из базы данных и затем создаёт HTML-страницу для ответа, вставляя данные в HTML-шаблон. Это имеет большие преимущества перед статическим сайтом:

Использование базы данных позволяет эффективно хранить информацию о товаре с помощью легко расширяемого, изменяемого и доступного для поиска способа.

Использование HTML-шаблонов позволяет очень легко изменить структуру HTML, потому что это нужно делать только в одном месте, в одном шаблоне, а не через потенциально тысячи статических страниц.

Анатомия динамического запроса

В этом разделе представлен пошаговый обзор «динамического» цикла HTTP-запроса и ответа, основываясь на том, что мы рассмотрели в последней статье, с гораздо более подробной информацией. Чтобы не отдаляться от практики, мы будем использовать контекст веб-сайта менеджера спортивной команды, где тренер может выбрать имя своей команды и размер команды в HTML-форме и вернуться к предлагаемому «лучшему составу» для своей следующей игры.

На приведённой ниже диаграмме показаны основные элементы веб-сайта «team coach», а также пронумерованные ярлыки для последовательности операций, когда тренер обращается к списку «лучших команд». Частями сайта, которые делают его динамичным, являются веб-приложение (так мы будем ссылаться на серверный код, обрабатывающий HTTP-запросы и возвращающие HTTP-ответы), база данных, которая содержит информацию об игроках, командах, тренерах и их отношениях, и HTML-шаблоны.

После того, как тренер отправит форму с именем команды и количеством игроков, последовательность операций будет следующей:

1. Веб-браузер отправит HTTP-запрос GET на сервер с использованием базового URL-адреса ресурса (/best) и кодирования номера команды и игрока в форме URL-параметров (например, /best?team=my_team_name&show=11) или как часть URL-адреса (например, /best/my_team_name/11/). Запрос GET используется, потому что речь идёт только о запросе выборки данных (а не об их изменении).
2. Веб-сервер определяет, что запрос является «динамическим» и пересылает его в веб-приложение для обработки (веб-сервер определяет, как обрабатывать разные URL-адреса на основе правил сопоставления шаблонов, определённых в его конфигурации).
3. Веб-приложение определяет, что цель запроса состоит в том, чтобы получить «лучший список команд» на основе URL (/best/) и узнать имя команды и количество игроков из URL-адреса. Затем веб-приложение получает требуемую информацию из базы данных (используя дополнительные «внутренние» параметры, чтобы определить, какие игроки являются «лучшими», и, возможно, определяя личность зарегистрированного тренера из файла cookie на стороне клиента).
4. Веб-приложение динамически создаёт HTML-страницу, помещая данные (из базы данных) в заполнители внутри HTML-шаблона.
5. Веб-приложение возвращает сгенерированный HTML в веб-браузер (через веб-сервер) вместе с кодом состояния HTTP 200 («успех»). Если что-либо препятствует возврату HTML, веб-приложение вернёт другой код, например, «404», чтобы указать, что команда не существует.
6. Затем веб-браузер начнёт обрабатывать возвращённый HTML, отправив отдельные запросы, чтобы получить любые другие файлы CSS или JavaScript, на которые он ссылается (см. шаг 7).
7. Веб-сервер загружает статические файлы из файловой системы и возвращает их непосредственно в браузер (опять же, правильная обработка файлов основана на правилах конфигурации и сопоставлении шаблонов URL).

Операция по обновлению записи в базе данных будет обрабатываться аналогичным образом, за исключением того, что, как и любое обновление базы данных, HTTP-запрос из браузера должен быть закодирован как запрос POST.

Выполнение другой работы

Задача веб-приложения — получать HTTP-запросы и возвращать HTTP-ответы. Хотя взаимодействие с базой данных для получения или обновления информации является очень распространённой задачей, код может делать другие вещи одновременно или вообще не взаимодействовать с базой данных.

Хорошим примером дополнительной задачи, которую может выполнять веб-приложение, является отправка электронной почты пользователям для подтверждения их регистрации на сайте. Сайт также может выполнять протоколирование или другие операции.

Возвращение чего-то другого, кроме HTML

Серверный код сайта может возвращать не только HTML-фрагменты и файлы в ответе. Он может динамически создавать и возвращать другие типы файлов (текст, PDF, CSV и т. д.) или даже данные (JSON, XML и т. д.).

Идея вернуть данные в веб-браузер, чтобы он мог динамически обновлять свой собственный контент (AJAX) существует довольно давно. Совсем недавно «Одностраничные приложения» стали популярными, где весь сайт написан с одним HTML-файлом, который динамически обновляется по мере необходимости. Веб-сайты, созданные с использованием приложений такого рода, переносят большие вычислительные затраты с сервера на веб-браузер и приводят к тому, что веб-сайты, ведут себя больше как нативные приложения (очень отзывчивые и т. д.).

Веб-фреймворки на стороне сервера делают написание кода для обработки описанных выше операций намного проще.

Одной из наиболее важных операций, которые они выполняют, является предоставление простых механизмов для сопоставления URL-адресов для разных ресурсов/страниц с конкретными функциями обработчика. Это упрощает сохранение кода, связанного с каждым типом ресурса, отдельно от остального. Это также имеет преимущества с точки зрения обслуживания, поскольку вы можете изменить URL-адрес, используемый для доставки определённой функции в одном месте, без необходимости изменять функцию обработчика.junior/$’, потому что они используют метод сопоставления шаблонов под названием «регулярные выражения» (RegEx или RE). Вам не нужно знать, как работают регулярные выражения на этом этапе, кроме того, что они позволяют нам сопоставлять шаблоны в URL-адресе (а не жёстко закодированные значения выше) и использовать их в качестве параметров в наших функциях просмотра. В качестве примера, действительно простой RegEx может говорить «соответствовать одной заглавной букве, за которой следуют от 4 до 7 строчных букв».

Веб-фреймворк также упрощает функцию просмотра для получения информации из базы данных. Структура наших данных определяется в моделях, которые являются классами Python, которые определяют поля, которые должны храниться в основной базе данных. Если у нас есть модель с именем Team с полем «team_type», мы можем использовать простой синтаксис запроса, чтобы получить все команды, имеющие определённый тип.

В приведённом ниже примере представлен список всех команд, у которых есть точный (с учётом регистра) team_type «junior» («младший») — обратите внимание на формат: имя поля (team_type), за которым следует двойной знак подчёркивания, а затем тип соответствия для использования (в этом случае exact («точное»)). Существует много других типов соответствия, и мы можем объединить их. Мы также можем контролировать порядок и количество возвращаемых результатов.

from django.shortcuts import render

from .models import Team


def junior(request):
    list_teams = Team.objects.filter(team_type__exact="junior")
    context = {'list': list_teams}
    return render(request, 'best/index.html', context)

После того, как функция junior() получает список младших команд, она вызывает функцию render(), передавая исходный HttpRequest, HTML-шаблон и объект «context», определяющий информацию, которая должна быть включена в шаблон. Функция render() — это функция удобства, которая генерирует HTML с использованием контекста и HTML-шаблона и возвращает его в объект HttpResponse.

Очевидно, что веб-фреймворки могут помочь вам в решении многих других задач. В следующей статье мы обсудим намного больше преимуществ и некоторые популярные варианты веб-фреймворков.

На этом этапе вы должны хорошо ознакомиться с операциями, которые должен выполнять серверный код, и знать некоторые способы, с помощью которых веб-фреймворк на стороне сервера может сделать это проще.

В следующем модуле мы поможем вам выбрать лучший веб-фреймворк для вашего первого сайта.

Что такое клиент-сервер? Определение и часто задаваемые вопросы

Определение клиент-сервер

Клиент-сервер обозначает отношения между взаимодействующими программами в приложении, состоящими из клиентов, инициирующих запросы на услуги, и серверов, предоставляющих эту функцию или услугу.

‍

‍

Часто задаваемые вопросы

‍

Что такое модель клиент-сервер?

Модель клиент-сервер, или архитектура клиент-сервер, представляет собой распределенную структуру приложений, разделяющую задачи между серверами и клиентами, которые либо находятся в одной системе, либо обмениваются данными через компьютерную сеть или Интернет.Клиент полагается на отправку запроса в другую программу, чтобы получить доступ к услуге, предоставляемой сервером. На сервере выполняется одна или несколько программ, которые совместно используют ресурсы и распределяют работу между клиентами.

Отношения клиент-сервер обмениваются данными по схеме обмена сообщениями запрос-ответ и должны придерживаться общего протокола связи, который формально определяет используемые правила, язык и шаблоны диалогов. Связь между клиентом и сервером обычно осуществляется в соответствии с набором протоколов TCP / IP.

Протокол TCP поддерживает соединение до тех пор, пока клиент и сервер не завершат обмен сообщениями. Протокол TCP определяет лучший способ распределения данных приложения в пакеты, которые могут доставляться сетью, передает пакеты и принимает пакеты из сети, а также управляет управлением потоком и повторной передачей отброшенных или искаженных пакетов. IP — это протокол без установления соединения, в котором каждый пакет, проходящий через Интернет, является независимой единицей данных, не связанной с любыми другими единицами данных.

Клиентские запросы упорядочены и распределены по приоритетам в системе планирования, которая помогает серверам справиться с получением запросов от множества различных клиентов за короткий промежуток времени. Подход клиент-сервер позволяет любому компьютеру общего назначения расширять свои возможности за счет использования общих ресурсов других хостов. Популярные клиент-серверные приложения включают электронную почту, World Wide Web и сетевую печать.

‍

Категории клиент-серверных вычислений

Существует четыре основных категории клиент-серверных вычислений:

• Одноуровневая архитектура : состоит из простой программы, работающей на одном компьютере, не требующей доступа к сети .Запросы пользователей не управляют никакими сетевыми протоколами, поэтому код прост и сеть избавляется от лишнего трафика.
• Двухуровневая архитектура : состоит из клиента, сервера и протокола, который связывает два уровня. Код графического интерфейса пользователя находится на хосте клиента, а логика домена — на хосте сервера. Графический интерфейс клиент-сервер написан на языках высокого уровня, таких как C ++ и Java.
• Трехуровневая архитектура : состоит из уровня представления, который представляет собой уровень пользовательского интерфейса, уровня приложения, который представляет собой уровень сервиса, выполняющего подробную обработку, и уровня данных, который состоит из сервера базы данных, на котором хранится информация. .
• Многоуровневая архитектура : делит приложение на логические уровни, которые разделяют обязанности и управляют зависимостями, и физические уровни, которые выполняются на отдельных машинах, улучшают масштабируемость и увеличивают задержку из-за дополнительных сетевых коммуникаций. N-уровневая архитектура может быть закрытой, при которой уровень может взаимодействовать только со следующим уровнем ниже, или открытым уровнем, при котором уровень может взаимодействовать с любыми нижележащими уровнями.

Microsoft MySQL Server — популярный пример трехуровневой архитектуры, состоящей из трех основных компонентов: уровня протокола, реляционного механизма и механизма хранения.На всех клиентских машинах, которые напрямую подключаются к SQL Server, должен быть установлен клиент SQL Server. Процесс выполнения клиент-сервер Microsoft помогает управлять большинством наборов графических инструкций в операционной системе Windows.

‍

Что такое сеть клиент-сервер?

Сеть клиент-сервер — это среда, через которую клиенты получают доступ к ресурсам и службам с центрального компьютера через локальную сеть (LAN) или глобальную сеть (WAN), такую ​​как Интернет.Уникальный сервер, называемый демоном, может использоваться с единственной целью — ожидать клиентских запросов, после чего сетевое соединение инициируется до тех пор, пока клиентский запрос не будет выполнен.

Сетевой трафик подразделяется на клиент-сервер (трафик север-юг) или сервер-сервер (трафик восток-запад). Популярные сетевые услуги включают электронную почту, обмен файлами, печать и всемирную паутину. Основным преимуществом сети клиент-сервер является централизованное управление приложениями и данными.

‍

Преимущества клиент-серверных вычислений

Модель архитектуры клиент-сервер дает множество преимуществ:

• Единый сервер, на котором размещены все необходимые данные в одном месте, облегчает защиту данных и управление авторизацией пользователей и аутентификация.
• Ресурсы, такие как сегменты сети, серверы и компьютеры, могут быть добавлены в сеть клиент-сервер без каких-либо значительных перерывов.
• Доступ к данным можно получить эффективно, не требуя, чтобы клиенты и сервер находились в непосредственной близости.
• Все узлы в системе клиент-сервер независимы, запрашивая данные только с сервера, что упрощает обновление, замену и перемещение узлов.
• Данные, передаваемые по протоколам клиент-сервер, не зависят от платформы.

‍

Разница между клиентом и сервером

Клиенты, также известные как запрашивающие услуги, представляют собой части компьютерного оборудования или серверного программного обеспечения, которые запрашивают ресурсы и услуги, предоставляемые сервером.Клиентские вычисления классифицируются как «толстые», «тонкие» и «гибридные».

• Толстый клиент : клиент, который предоставляет широкие функциональные возможности, выполняет большую часть обработки данных сам и очень мало полагается на сервер.
• Тонкий клиент : сервер тонких клиентов — это легкий компьютер, который сильно зависит от ресурсов главного компьютера — сервер приложений выполняет большую часть необходимой обработки данных.
• Гибридный клиент : обладая сочетанием характеристик тонкого клиента и толстого клиента, гибридный клиент полагается на сервер для хранения постоянных данных, но может выполнять локальную обработку.

Сервер — это устройство или компьютерная программа, которая обеспечивает функции для других устройств или программ. Любой компьютеризированный процесс, который может быть использован или вызван клиентом для совместного использования ресурсов и распределения работы, является сервером. Вот несколько распространенных примеров серверов:

• Сервер приложений : размещает веб-приложения, которые пользователи в сети могут использовать без необходимости их собственной копии.
• Computing Server : разделяет огромное количество компьютерных ресурсов с компьютерами в сети, которым требуется больше мощности процессора и оперативной памяти, чем обычно доступно для персонального компьютера.
• Сервер базы данных : поддерживает и совместно использует базы данных для любой компьютерной программы, которая принимает хорошо организованные данные, например, программное обеспечение для бухгалтерского учета и электронные таблицы. ‍
• Веб-сервер : размещает веб-страницы и способствует существованию всемирной паутины.

‍

Разница между программированием на стороне сервера и программированием на стороне клиента

Программирование на стороне сервера относится к программе, которая выполняется на сервере и ориентирована на создание динамического содержимого.Серверное программирование используется для запросов и взаимодействия с базой данных, доступа к файлам на сервере, взаимодействия с другими серверами, обработки пользовательского ввода и структурирования веб-приложений. Популярные языки программирования для серверного программирования включают C ++, Java и JSP, PHP, Python и Ruby on Rails.

Клиентское программирование относится к программе, которая выполняется на клиентском компьютере и фокусируется на пользовательском интерфейсе и других процессах, таких как чтение и / или запись файлов cookie. Клиентское программирование используется для отправки запросов на сервер, взаимодействия с локальным хранилищем, взаимодействия с временным хранилищем, создания интерактивных веб-страниц и функций интерфейса между клиентом и сервером.Популярные языки программирования для клиент-серверного программирования включают AJAX, CSS, HTML, Javascript и VBScript.

‍

Сравнение рендеринга на стороне сервера и рендеринга на стороне клиента

Рендеринг на стороне сервера означает способность приложения преобразовывать файлы HTML на сервере в полностью визуализированную страницу для клиента. Веб-браузер делает запрос информации с сервера, который отвечает, обычно за миллисекунды, полностью визуализированным HTML-дисплеем. Поисковые системы могут индексировать и сканировать контент до его доставки, что делает рендеринг на стороне сервера очень полезным для SEO.

При рендеринге клиент-сервер вместо получения всего содержимого из HTML-документа содержимое отображается в браузере с использованием клиентской библиотеки JavaScript. Браузер не делает новый запрос к серверу при загрузке новой страницы. На рейтинг в поисковых системах может повлиять негативное влияние, поскольку контент не отображается до тех пор, пока страница не будет загружена в браузере, однако рендеринг веб-сайта, как правило, выполняется быстрее при рендеринге на стороне клиента.

‍

Клиент-сервер против одноранговой сети

Одноранговая сеть (P2P) — это децентрализованная модель связи, в которой все узлы в сети имеют одинаковые возможности и могут функционировать как в качестве клиента, так и в качестве сервера.Узлы в одноранговых вычислениях коллективно используют свои ресурсы и обмениваются данными друг с другом напрямую по запросу.

Алгоритм в протоколе одноранговой связи балансирует нагрузку, делая доступными другие одноранговые узлы для компенсации любого простоя ресурсов и перенаправляя запросы по мере изменения нагрузки и доступности одноранговых узлов. Основным преимуществом одноранговой сети является возможность расширения сети для управления большим количеством клиентов.

В вычислительной системе клиент-сервер, централизованной модели связи, сервер является центральным узлом, который взаимодействует с другими клиентскими узлами.Основным преимуществом отношений клиент-сервер перед одноранговыми отношениями является возможность управлять данными и приложениями на одном централизованном сервере.

‍

Предлагает ли OmniSci клиент-серверное решение?

OmniSci Render использует серверные графические процессоры для мгновенного рендеринга интерактивных визуализаций данных с высокой мощностью. Используя технологию рендеринга на стороне сервера, OmniSci может импортировать и отображать миллионы строк данных по сети для клиента без каких-либо замедлений, связанных с передачей данных высокой мощности.Это отличает OmniSci от других технологий, которые передают результаты клиенту для рендеринга, что снижает общую производительность.

‍

Технология клиент / сервер | Encyclopedia.com

Большую вычислительную мощность можно использовать для решения проблемы тремя способами. Первый способ — собрать компьютер с очень быстрым процессором. Это было целью многих из первых суперкомпьютеров . Второй способ — создать компьютер с несколькими процессорами, работающими над разными частями некоторой проблемы, с использованием общей памяти, хранилища и ввода / вывода (I / O) .Эти системы «параллельных вычислений» были целью многих более поздних разработок суперкомпьютеров.

Третий способ увеличения вычислительной мощности, предназначенной для решения проблемы, — это использование сетей для соединения множества отдельных компьютеров, работающих над разными частями одной и той же проблемы. Каждый из компьютеров имеет собственный процессор, память, хранилище и каналы ввода-вывода. Они используют определенный канал ввода-вывода — сетевое соединение — для связи и координации друг с другом.

В совокупности эти системы классифицируются как распределенные вычислительные системы.Различие между параллельными и распределенными вычислениями несколько нечеткое. Как правило, параллельная вычислительная система соединяет взаимодействующие компоненты в рамках единой системы или «коробки». Распределенные вычисления соединяют ящики по сети. Однако по мере увеличения скорости сети скорость обмена данными между компонентами приближается к скорости обмена данными по медленной внутренней шине . Поскольку сети становятся повсеместными и надежными, термин «сетевые вычисления» часто используется как синоним распределенных вычислений.

Распределенную вычислительную систему можно рассматривать как слабосвязанную параллельную систему. Хотя это правда, параллельные системы обычно предназначены для работы над проблемами, в которых множество аналогичных вычислений выполняется параллельно различными компонентами. В распределенных вычислительных системах чаще бывает, что различные компоненты оптимизированы для различных видов функций, которые выполняются через последовательный диалог. Диалог обычно состоит из серии запросов и ответов.Доминирующей парадигмой для этого типа распределенной вычислительной системы является модель клиент / сервер.

В простейшей модели системы клиент / сервер один из компонентов, процесс server , запускается на данном компьютере и работает в бесконечном цикле, ожидая соединения от клиента . Клиентский процесс запускается на другом компьютере, и он делает запрос, который отправляется по сети и обрабатывается сервером. Формулируется ответ.Затем ответ отправляется обратно клиенту. Затем клиент может отключиться от сервера или сделать другой запрос. В какой-то момент клиент завершает свое соединение с сервером, и сервер возвращается в «состояние ожидания», ожидая соединения от другого клиента.

Сеть и приложения Протоколы необходимы для работы клиент-серверных систем. Сетевой протокол, как и дипломатический протокол, просто определяет соглашения, которые будут использоваться во взаимодействии.Требуются протоколы трех классов. Первый — это протокол адресации, который позволяет одному компоненту указывать другой компонент, с которым он желает взаимодействовать. Хотя существует множество протоколов адресации, преобладание Интернета для всех практических целей сделало Интернет-протокол (IP) протоколом адресации de facto .

Второй класс протоколов применяется для защиты качества сетевой связи. Поскольку сообщение с одного компьютера на другой должно передаваться в виде серии пакетов, должно быть определенное соглашение о том, что делать, если пакет, являющийся частью сообщения, потерян или поврежден.Этот протокол также должен указывать, как собрать пакеты обратно в пункт назначения, если они поступят не по порядку.

Этот протокол также решает проблемы синхронизации между двумя сторонами, например. сколько пакетов должно быть отправлено, прежде чем ждать, чтобы убедиться, что они прибыли благополучно, и как долго отправитель должен хранить запись отправленных пакетов в случае, если нужно будет отправить их повторно. Есть много разных способов управления этим обменом, но, опять же, доминирование Интернета сделало протокол управления передачей (TCP) доминирующим протоколом для управления качеством связи.

Наконец, клиент и сервер должны иметь протокол, который регулирует характер диалога, в котором они будут участвовать. Этот третий тип протокола определяет характер отношений между клиентом и сервером. Имена некоторых из этих протоколов хорошо известны, даже если не известна основная природа определяемого ими диалога. Связь между браузерами World Wide Web и веб-серверами определяется протоколом передачи гипертекста или HTTP. Процесс передачи файлов определяется протоколом передачи файлов или FTP.Обмен почтой определяется протоколом простой передачи почты или SMTP. Эти протоколы определены как «стандарты».

Парадигмы клиент / сервер

В предыдущем разделе описывалась простая модель взаимодействия клиент-сервер, когда сервер принимает соединение от одного клиента, обрабатывает обмен и затем закрывает соединение, чтобы дождаться нового. Это называется итеративной моделью клиент-сервер. Также возможно сконструировать сервер для одновременной обработки нескольких запросов.Эта модель называется моделью параллельных клиент-сервер .

Проницательный читатель поймет, что если серверная программа выполняется на машине с одним процессором, на самом деле невозможно обрабатывать запросы одновременно. Использование термина «одновременный» здесь относится к общей обработке соединений между клиентами и сервером. В параллельной модели сервер создает копии основного процесса. Каждая копия предназначена для обработки запроса от одного клиента, при этом исходный процесс немедленно возвращается для прослушивания дополнительных подключений.В зависимости от характера взаимодействия между клиентом и сервером этот дизайн может быть более или менее эффективным, чем итеративный дизайн.

Например, если соединение между клиентом и сервером состоит из одного запроса и ответа, и если обработка запроса сервером очень эффективна и быстрая, накладные расходы на создание копии процесс сервера, а затем его выключение сделает обработку запросов менее эффективной. Однако, если обмен между клиентом и сервером включает в себя несколько запросов и ответов, и если клиент работает в сочетании с человеческим вводом, сервер будет проводить много времени, ожидая, пока клиент сделает запрос, и очень мало времени. фактически обрабатывает запрос.В этом случае возможность многозадачности операционной системы может использоваться для переключения между различными серверными процессами, своевременно обрабатывая запросы от различных клиентов. Таким образом, с точки зрения клиентов, сервер обрабатывает различные запросы одновременно.

Другие варианты модели клиент / сервер включают предварительное распределение серверных процессов таким образом, что существует несколько копий сервера, ожидающего запроса по одному и тому же адресу.Каждый запрос обрабатывается итеративно одним из серверов, но несколько процессов могут выполняться параллельно, обрабатывая эти запросы. Это модель, наиболее часто используемая веб-серверами.

Также можно спроектировать сервер, который будет открывать несколько подключений к нескольким различным клиентам. Затем один сервер проверяет и обрабатывает сообщения от всех этих клиентов в некоторой «циклической» манере. Эта модель часто используется для таких приложений, как чаты, где информация, представленная одним клиентом, затем транслируется всем клиентам.

Системы клиент / сервер могут быть связаны или связаны с сервером, чтобы один клиент был клиентом для другого сервера. Кроме того, клиент может одновременно подключаться к нескольким серверам для разных служб. В качестве примера первой модели рассмотрим клиента, который подключается к серверу для обработки заказа на покупку. Сервер может понимать все правила о том, кто может делать заказы и как заказ должен быть обработан, но фактическая запись заказа может обрабатываться другим процессом, который поместит заказ в базу данных.

Это модель для большинства трехуровневых клиент-серверных систем. Клиент обрабатывает пользовательский интерфейс, который обрабатывает запросы к серверу промежуточного программного обеспечения. Этот промежуточный сервер применяет правила и проверяет данные. Когда это удовлетворено, промежуточный сервер устанавливает соединение в качестве клиента с другим сервером, который управляет базой данных. Сервер базы данных отвечает только за хранение данных при условии, что сервер промежуточного программного обеспечения выполнил необходимую проверку.

Более сложные модели для клиентов и серверов

За прошедшие годы стало ясно, что процесс определения протоколов для клиентов и серверов — сложная задача, которая не полностью соответствует современным методам программирования.Кроме того, процесс определения адреса, по которому сервер прослушивает клиентов, стал более сложным по мере роста числа клиент-серверных приложений.

Эти и другие проблемы, связанные с проектированием и реализацией клиент / сервер, были решены с помощью новых уровней протоколов. Наиболее известным из них является протокол удаленного вызова процедур (RPC), который был разработан для обеспечения согласованности протоколов между парами путем автоматизации большей части базового структурного кода и создания механизма регистрации и поиска серверных процессов через общий каталог. услуга.Хотя RPC работал с процедурными языками, модель также была необходима для объектно-ориентированных языков программирования. Вызов удаленного метода (RMI) аналогичным образом удовлетворяет эту потребность.

Помимо этих усилий, более поздние разработки включают механизмы для стандартизации большей части основных функций взаимодействия, позволяющие размещать серверы на нескольких машинах и управлять различными работающими службами. Эти модели, обычно классифицируемые как серверы распределенных приложений, включают общую архитектуру посредника объектных запросов (CORBA), распределенную компонентную объектную модель (DCOM), JavaSpaces и JINI, а также E’Speak и многие другие.

Проблемы проектирования

Системы клиент / сервер стремятся, среди прочего, оптимизировать производительность для каждой проблемы, пропускную способность для нескольких проблем и надежность. Однако у программиста возникают новые проблемы, потому что методы, используемые для написания автономных последовательных программ, часто терпят неудачу, когда они применяются к распределенным программам.

При построении системы программист должен решить множество проблем, таких как разделение данных , разделение задач , планирование задач, параллельная отладка и синхронизация .Кроме того, программист должен понимать, что пропускная способность межсоединения и задержка сообщения доминируют над производительностью распределенных и параллельных систем. Нет однозначного способа предсказать, какой будет производительность новой системы. Поэтому трудно предсказать, какими преимуществами будет распределенная или параллельная система до того, как будут потрачены время и усилия. Наконец, конструкция сервера в системе клиент / сервер требует особого внимания к ряду вопросов, включая синхронизацию процессов, глобальное состояние, надежность, управление распределенными ресурсами, взаимоблокировку и оценку производительности.

см. Также Язык ассемблера и архитектура; Стандарты информационных технологий; Сети; Операционные системы.

Майкл Б. Весна

Библиография

Ананда, Аккихеббал Л. и Б. Шринивасан. Распределенные вычислительные системы: концепции и структуры. Piscataway, NJ: IEEE Computer Society Press, 1991.

Бери, Катриэль, Филип А. Бернштейн, Натан Гудман. «Модель параллелизма в системах вложенных транзакций.» The Journal of the ACM 36, № 2 (апрель 1989 г.): 230–269.

Бен-Ари, М. Принципы параллельного и распределенного программирования. Нью-Йорк: Prentice Hall, 1990.

Black , Uyless. TCP / IP и связанные протоколы, 3-е изд. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1998. Брюер, Эрик и др. «Сетевая архитектура для гетерогенных мобильных вычислений». IEEE Personal Communications, October 1998.

Комер, Дуглас и Дэвид Стивенс. Межсетевое взаимодействие с TCP / IP, тома.1 и 2. Верхняя Сэдл-Ривер, Нью-Джерси: Прентис-Холл, 1994.

——. Межсетевое взаимодействие с TCP / IP, т. 3. Верхняя Сэдл-Ривер, Нью-Джерси: Prentice Hall, 1996.

Mullender, Sape, ed. Распределенные системы, 2-е изд. Ридинг, Массачусетс: Аддисон-Уэсли, 1993.

Орфали, Роберт и Дэн Харки. Программирование клиент / сервер с помощью Java и CORBA, 2-е изд. Нью-Йорк: John Wiley and Sons Inc., 1998.

Что такое модель клиент-сервер?

Клиент-сервер — это отношения, в которых одна программа (клиент) запрашивает службу или ресурс у другой программы (сервера).На рубеже прошлого века термин «клиент-сервер» использовался, чтобы отличать распределенные вычисления на персональных компьютерах (ПК) от модели монолитных централизованных вычислений, используемой мэйнфреймами.

Сегодня компьютерные транзакции, в которых сервер выполняет запрос, сделанный клиентом, очень распространены, и модель клиент-сервер стала одной из центральных идей сетевых вычислений. В этом контексте клиент устанавливает соединение с сервером через локальную сеть (LAN) или глобальную сеть (WAN), такую ​​как Интернет.Как только сервер выполнил запрос клиента, соединение разрывается. Поскольку несколько клиентских программ совместно используют службы одной и той же серверной программы, специальный сервер, называемый демоном, может быть активирован только для ожидания клиентских запросов.

На заре Интернета большая часть сетевого трафика была между удаленными клиентами, запрашивающими веб-контент, и серверами центра обработки данных, которые предоставляли контент. Такая схема движения называется движением с севера на юг. Сегодня, когда виртуализация и облачные вычисления достигли зрелости, сетевой трафик, скорее всего, будет передаваться от сервера к серверу, по схеме, известной как трафик с востока на запад.Это, в свою очередь, изменило фокус администратора с централизованной модели безопасности, предназначенной для защиты периметра сети, на децентрализованную модель безопасности, которая больше фокусируется на контроле доступа отдельных пользователей к службам и данным и аудиту их поведения для обеспечения соответствия политикам и правилам.

Преимущества и недостатки модели клиент-сервер

Важным преимуществом модели клиент-сервер является то, что ее централизованная архитектура помогает упростить защиту данных с помощью средств управления доступом, которые обеспечиваются политиками безопасности.Кроме того, не имеет значения, созданы ли клиенты и сервер на одной и той же операционной системе, поскольку данные передаются через протоколы клиент-сервер, которые не зависят от платформы.

Важным недостатком модели клиент-сервер является то, что если слишком много клиентов одновременно запрашивают данные с сервера, он может быть перегружен. Помимо перегрузки сети, слишком большое количество запросов может привести к отказу в обслуживании.

Клиент-серверные протоколы

Обычно клиенты связываются с серверами с помощью набора протоколов TCP / IP.TCP — это протокол, ориентированный на соединение, что означает, что соединение устанавливается и поддерживается до тех пор, пока прикладные программы на каждом конце не закончат обмен сообщениями. Он определяет, как разбивать данные приложения на пакеты, которые могут доставлять сети, отправляет пакеты и принимает пакеты от сетевого уровня, управляет управлением потоком и обрабатывает повторную передачу отброшенных или искаженных пакетов, а также подтверждение всех поступающих пакетов. В модели взаимодействия открытых систем (OSI) TCP охватывает части уровня 4, транспортного уровня, и части уровня 5, сеансового уровня.

Напротив, IP — это протокол без установления соединения, что означает, что нет постоянного соединения между конечными точками, которые обмениваются данными. Каждый пакет, который проходит через Интернет, рассматривается как независимая единица данных, не имеющая никакого отношения к любой другой единице данных. (Причина, по которой пакеты размещаются в правильном порядке, заключается в TCP.) В модели взаимодействия открытых систем (OSI) IP находится на уровне 3, сетевом уровне.

Другие модели взаимоотношений между программами

Другие модели взаимоотношений программы включали главный / подчиненный и одноранговую (P2P).В модели P2P каждый узел в сети может функционировать как сервер, так и как клиент. В модели ведущий / ведомый одно устройство или процесс (известный как ведущий) управляет одним или несколькими другими устройствами или процессами (известными как ведомые устройства , ). После установления отношений ведущий / ведомый управление всегда будет односторонним, от ведущего к ведомому.

Внедрение распределенных систем — технология клиент-сервер

Если надежность телекоммуникационной сети высока, можно создать распределенные системы для предприятий, которые можно рассматривать как приложение для телекоммуникаций.Концепция распределенных систем используется по-разному. Здесь он будет пониматься в широком смысле, так что он включает в себя рабочие станции, которые могут взаимодействовать друг с другом и обработчиками данных, а также различные иерархические архитектурные конфигурации процессоров данных, которые взаимодействуют друг с другом и которые имеют разные возможности хранения данных.

В этой модели функции обработки делегируются либо клиентам (пользователям), либо серверам, в зависимости от того, какие машины наиболее подходят для выполнения работы.В этом типе архитектуры клиентская часть сетевого приложения будет работать в клиентской системе, а серверная часть приложения — на файловом сервере. В модели клиент-сервер пользователи взаимодействуют с ограниченными частями приложения, включая пользовательский интерфейс, ввод данных, запросы к базе данных и создание отчетов. Управление доступом пользователей к централизованным базам данных, получение или обработка данных и другие функции (например, управление периферийными устройствами) выполняются сервером.

Технология клиент-сервер

Модель клиент-сервер, вычисления клиент-сервер, технология клиент-сервер и архитектура клиент-сервер — все это относится к модели проектирования, которую можно рассматривать как приложения, работающие в сети. Проще говоря, вы можете представить, как клиент запрашивает — а сервер выполняет или каким-либо образом выполняет — запрос. Это будет считаться двухуровневой архитектурой клиент-сервер.

Более сложная конфигурация использует три набора компьютеров для выполнения поиска, обработки, хранения и приема данных.На рисунке, показанном ниже, показана трехуровневая модель клиент-сервер. На этом рисунке клиентские компьютеры обращаются к трем различным уровням серверов; Веб-серверы, которые обрабатывают обмен информацией через Интернет; серверы приложений, которые обрабатывают данные на клиентских компьютерах и на сервере базы данных и от них; и сервер базы данных, который хранит и принимает данные. Компьютеры в сети запрограммированы на эффективное выполнение работы за счет разделения задач обработки между клиентами и серверами.

Трехуровневая конфигурация клиент-сервер.

Когда вы думаете о модели клиент-сервер, вы должны думать о системе, которая делает упор на пользователей как на центр работы, а их взаимодействие с данными является ключевой концепцией. Несмотря на то, что работают два элемента — клиент и сервер, цель модели клиент-сервер состоит в том, чтобы пользователи рассматривали ее как единую систему. Действительно, есть надежда, что пользователи не знают, как сеть клиент-сервер выполняет свою распределенную обработку, потому что она должна иметь внешний вид единой системы.В одноранговой сети ПК могут действовать как сервер или как клиент, в зависимости от требований приложения.

КЛИЕНТЫ КАК ЧАСТЬ МОДЕЛИ «КЛИЕНТ-СЕРВЕР»

Когда вы видите термин «клиент», у вас может возникнуть соблазн подумать о людях или пользователях; например, мы говорим о «клиентах нашей консалтинговой практики». Однако в модели клиент-сервер термин «клиент» относится не к людям, а к машинам в сети, которые являются типичными точками входа в систему клиент-сервер, используемую людьми.Следовательно, клиенты могут быть подключенными к сети настольными компьютерами, рабочими станциями или портативными компьютерами или любым другим способом, которым пользователь может войти в систему.

Используя графический интерфейс пользователя (GUI), люди обычно взаимодействуют напрямую только с клиентской частью. Клиентские рабочие станции используют небольшие программы, которые находятся на клиенте, для выполнения внешней обработки (в отличие от внутренней обработки, упомянутой ниже), включая связь с пользователем. Если приложение называется клиентским приложением, оно находится на клиентском компьютере и не может быть доступно другим пользователям в сети.

ВЗВЕШИВАНИЕ ПРЕИМУЩЕСТВ И НЕДОСТАТКОВ МОДЕЛИ КЛИЕНТ-СЕРВЕР

Ранние последователи модели клиент-сервер обнаружили, что она не всегда является лучшим решением вычислительных проблем организации. Часто системного разработчика просят одобрить модель клиент-сервер, которая уже находится в разработке. Как и в случае с любым другим предложением по корпоративным вычислениям, в создании которого вы не принимали активного участия, вы должны внимательно изучить план. Будет ли культура организации поддерживать модель клиент-сервер? Какие изменения необходимо внести в неформальную культуру и в формальные рабочие процедуры, прежде чем модель клиент-сервер сможет использовать весь свой потенциал? Какой должна быть ваша роль как системного аналитика в этой ситуации?

Хотя более низкие затраты на обработку называются преимуществом модели клиент-сервер, существует очень мало фактических данных, подтверждающих это (даже несмотря на то, что есть некоторые неофициальные свидетельства, подтверждающие это утверждение).Существуют хорошо задокументированные высокие затраты на запуск или переход, связанные с переходом на архитектуру клиент-сервер. Приложения для модели клиент-сервер должны быть написаны как два отдельных программных компонента, каждый из которых работает на разных машинах, но они должны выглядеть так, как если бы они работали как одно приложение. Однако использование модели клиент-сервер дает большую мощность компьютера и больше возможностей для настройки приложений, чем другие варианты.

Хотя сети можно охарактеризовать по форме или топологии, они также рассматриваются с точки зрения их географического покрытия и видов услуг, которые они предлагают.Стандартные типы сетей включают глобальную сеть (WAN) и локальную сеть (LAN). ЛВС являются стандартными для соединения локальных компьютеров или терминалов в отделе, здании или нескольких зданиях организации. Глобальные сети могут обслуживать пользователей на расстоянии нескольких километров или на целых континентах.

Сеть теперь технически, экономически и оперативно осуществима и для небольших офисов, и она обеспечивает решение, которое аналитики должны учитывать для малых предприятий. Одним из дорогостоящих аспектов реализации ЛВС является то, что каждый раз, когда она перемещается, ее необходимо повторно подключать.Некоторые организации справляются с этим, создавая высокоскоростную беспроводную локальную сеть (WLAN). Более конкретно, эти беспроводные сети называются Wi-Fi.

Преимущества и недостатки клиент-серверной архитектуры

Преимущества клиент-серверной архитектуры: Организации часто ищут возможности для поддержания услуг и конкуренции за качество, чтобы сохранить свои позиции на рынке с помощью технологий.Развертывание клиент-серверных вычислений в организации эффективно повысит ее производительность за счет использования экономичного пользовательского интерфейса, расширенного хранилища данных, обширных возможностей подключения и надежных служб приложений Данные сохраняются обычные бизнес-процессы и управляемые на сервере доступны для определенных пользователей (клиентов) через авторизованный доступ. Интеграция услуг: возможность доступа к корпоративной информации через рабочий стол для входа в режим терминала или процессора. Общие ресурсы между разными платформами: Приложение, используемое для модели клиент-сервер, создается независимо от аппаратной платформы или технической подготовки программного обеспечения программное обеспечение операционной системы), обеспечивая открытую вычислительную среду, заставляя пользователей получать услуги клиентов и серверов (базы данных, приложения и услуги связи) Возможности обработки данных, несмотря на расположение: Пользователи «клиент-сервер» могут напрямую входить в систему независимо от расположения или технологии процессоров. Архитектура клиент-сервер — это распределенная модель, представляющая распределенные обязанности между независимыми компьютерами, объединенными в сети. Таким образом, легко заменить, отремонтировать, обновить и переместить сервер, не затрагивая клиента. Это незаметное изменение называется инкапсуляцией. Серверы имеют лучший контроль доступа и ресурсы, чтобы гарантировать, что только авторизованные клиенты могут получать доступ к данным или манипулировать ими, а также эффективно администрировать обновления серверов. Недостатки клиент-серверной архитектуры: При частых одновременных клиентских запросах сервер сильно перегружается, образуя перегрузку. Влияние централизованной архитектуры: 9024 9024 903 9024 903 критический сервер вышел из строя, запросы клиентов не выполняются.Следовательно, клиент-сервер не обладает надежностью хорошей сети. ПРЕИМУЩЕСТВА АРХИТЕКТУРЫ КЛИЕНТ-СЕРВЕР НЕДОСТАТКИ КЛИЕНТ-СЕРВЕРНОЙ АРХИТЕКТУРЫ 1 1 Что такое клиент и сервер? Боб Коэн Надеюсь, вы не слишком голодны, потому что для объяснения этого компьютерного термина я собираюсь использовать опыт обеда в ресторане, чтобы объяснить, что он означает.Если я могу объяснить технологии, используя повседневный опыт, я думаю, это поможет облегчить понимание. Хорошо, давайте на минутку поговорим о технике, а потом пойдем поесть. Что такое сервер и клиент? Компьютеры, которые работают с другими компьютерами (выполняя услуги), называются серверами. Компьютеры, запрашивающие услуги, называются клиентами. Независимо от того, является ли компьютер клиентом или сервером, описывается роль, которую он играет при выполнении вычислительной задачи. Когда компьютеры соединены вместе в таких сетях, как Интернет, некоторые компьютеры в сети могут выполнять службы (серверы) для других компьютеров в сети (клиентов). Возможно, вы не задумывались о том, что происходит, когда вы подключаетесь к Интернету, но в Интернете есть компьютеры, которые работают за вас. Давайте посмотрим, как работают клиенты и серверы в ресторане. Вы клиент, они сервер Вы, вероятно, ужинали в ресторане, где вы сидели за столом, и официант или официантка принял ваш заказ, принес вам еду и освежил ваш напиток. Иногда мы используем термин «сервер» для обозначения официанта или официантки, и они «подают» нам еду и напитки.Сервер подходит к нашему столу, чтобы связаться с нами и принять наш заказ. После этого мы не видим, что они делают с заказом, но можем предположить, что его уносят на кухню, где готовят еду для нашей трапезы. Когда еда готова, официант доставляет ее нам к нашему столу. Вы «клиент», а официант или официантка — «официант». Вы заказываете еду, и ее приносят уже готовой. Вот хитрый трюк: сервер может обслуживать более одного клиента. Вы знаете это, потому что у вашего сервера есть дополнительные клиенты (клиенты) за другими столами.Ресурсы ресторана позволяют одному серверу обслуживать несколько клиентов. Если вы это понимаете, легко понять вычисления клиент-сервер, которые работают почти так же. Компьютеры и другие клиенты Персональный компьютер — это распространенный тип компьютерных клиентов. ПК может работать отдельно или в сети, например, в Интернете или в вашей домашней сети. Другие типы устройств работают как компьютеры, только мы не всегда называем их компьютерами. Планшеты и смартфоны — это вычислительные устройства, которые также работают как клиенты.Они работают в одиночку или подключены к сети. Все эти устройства могут быть клиентами, поскольку быть клиентом означает запрашивать что-то у сервера. Компьютерный клиент (планшет, смартфон, ПК) взаимодействует с другими компьютерами по сети. Поскольку компьютеры буквально не «разговаривают» друг с другом, они обмениваются данными и информацией через сети. «Сервер» — это компьютер, расположенный где-то в сети, который подготавливает информацию и обслуживает нескольких клиентов с большим количеством ресурсов, точно так же, как кухня ресторана помогает серверу заботиться о нескольких столах. Специализированные серверы и несколько клиентов Теперь давайте пойдем немного дальше и посмотрим, как один сервер может помочь многим клиентам. Начнем сначала с ресторана. Если ресторан большой, в нем может быть конкретный человек, который готовит салаты, кто-то еще, кто подает напитки, и еще один человек, который готовит основные блюда и т. Д. Мы знаем, что участвует в приготовлении еды, поэтому легче понять, что может быть больше, чем один приготовитель пищи, и что у каждого может быть конкретная задача.Наш официант или официантка — это наш официант, но на самом деле они работают со многими другими людьми, каждый из которых помогает подавать нашу еду. Теперь посмотрим, как это работает, когда речь идет о компьютерах. Интернет и клиент-серверные вычисления Когда вы пользуетесь Интернетом, вы используете вычисления клиент-сервер. Интернет состоит из множества компьютеров, объединенных в сеть, называемую Всемирной паутиной. Компьютер в Интернете часто имеет определенную функцию или приложение, например электронную почту, и это всего лишь работа.Если его работа заключается в отправке электронной почты, это называется почтовым сервером. Другой компьютер может отвечать за хостинг веб-сайта, поэтому он называется веб-сервером. Это похоже на ресторан, у которого есть выделенный сервер напитков, приготовитель салатов или столовый сервиз. Нам все равно, кто выполняет эту работу, если наша «еда» доставляется правильно. Когда вы щелкаете ссылку на веб-страницу, ваше вычислительное устройство является клиентским компьютером, а компьютер, который отправляет вам веб-страницу, является сервером.Как клиент, мы просто хотим, чтобы наши услуги были предоставлены нам. Работа могла выполняться на одном или нескольких компьютерах. Нам действительно не нужно знать, если он доставлен. Если серверный компьютер выполняет свою работу, мы получаем наши услуги (электронная почта, веб-страницы и т. Д.). Преимущества клиент-серверных вычислений Одним из преимуществ вычислений клиент-сервер является то, что они позволяют программному приложению работать либо на клиенте, либо на сервере. Люди, которые создают программное обеспечение, могут использовать более мощные серверные компьютеры, расположенные в компьютерном зале, а людям, использующим программное обеспечение, нужны только небольшие устройства, которые могут подключаться к серверам.Если тяжелую работу могут выполнять серверы в Интернете, тогда клиентское устройство может быть меньше, легче и дешевле. Если вы когда-либо использовали веб-сайт для карты или маршрутов, вы опытный пользователь клиент-серверных вычислений. Вы использовали свой компьютер, чтобы перейти на веб-сайт карты, а затем ввели два фрагмента данных: адрес отправителя и адрес получателя. Не так много данных, всего две простые строки текста. Следующим шагом является нажатие на кнопку, на которой обычно написано «маршрут» или «проложить маршрут».Вы отправили два небольших фрагмента данных на картографический сервер в Интернете. Это картографический сервер, который рассчитывает маршруты, подготавливает шаги и карту, а затем отправляет вам веб-страницу, которая отображается на вашем компьютере или мобильном устройстве, готовом к использованию. Вашему клиенту не нужно хранить базу данных карт в памяти, и нет вычислительных мощностей, чтобы подготовить маршрут. Сервер сделал все это за вас, обычно за несколько секунд. Ваш клиент терпеливо ждал, пока сервер выполнит свою работу, затем он получил веб-страницу и отобразил ее на вашем компьютере или мобильном устройстве. Вуаля! Вы опытный пользователь клиент-серверных вычислений. Не получаете информационный бюллетень по электронной почте? Зарегистрируйтесь сейчас: Клиент-серверные вычисления csc02.htm Клиент-серверные вычисления csc02.htm Краткое содержание Организации хотят воспользоваться преимуществами недорогой и удобной для пользователя среды, которую предоставляют существующие настольные рабочие станции. Также существует сильная потребность и желание извлечь выгоду из существующих инвестиций. на настольном компьютере и в портфеле бизнес-приложений, работающих в настоящее время на хосте.Таким образом, корпоративные сети обычно создаются для подключения рабочих станций пользователей к хосту. Непосредственные выгоды возможны благодаря интеграции этих трех технологии: рабочие станции, подключение и хосты. Затраты на переподготовку и переподготовку можно избежать за счет использования существующих приложений со встроенного рабочего стола. Клиент-серверные вычисления предоставляют возможность использовать наиболее экономичный пользовательский интерфейс, хранилище данных, возможности подключения и сервисы приложений. Часто клиент-серверные продукты развертываются в нынешней организации, но не используются. эффективно.Модель клиент / сервер предоставляет технологические средства для использования предыдущих инвестиций в сочетании с текущими вариантами технологий. Произошло резкое снижение стоимости технологических компонентов клиент-серверных вычислений. Организации видят возможности использования технологий для предоставления бизнес-решений. Конкуренция в сфере обслуживания и качества на рынке еще больше увеличивает потребность в использовании преимуществ, предоставляемых приложениями, построенными на модели клиент / сервер. Клиент-серверные вычисления в своих лучших реализациях передают функции сбора данных и обработки информации непосредственно компетентному работнику, то есть работнику, имеющему возможность реагировать на ошибки в данных, и работнику, имеющему умение использовать предоставленную информацию.Системы, используемые во фронт-офисе, непосредственно вовлеченном в процесс ведения бизнеса, вынуждены показывать ценность. Если они этого не делают, их выбрасывают под давлением затрат, связанных с ведением бизнеса. Системы, которые работают в подсобке после завершения бизнес-процесса, часто проектируются и внедряются для удовлетворения административных потребностей, независимо от их влияния на бизнес-операции. Клиент-серверные приложения объединяют фронт и бэк-офис процессы, потому что сбор и использование данных становятся неотъемлемой частью бизнеса, а не административным процессом постфактум.В этом режиме работы процессы непрерывно оцениваются на предмет эффективности. Клиент-серверные вычисления обеспечивают технологическая платформа для поддержки жизненно важной деловой практики постоянного совершенствования. Преимущества клиент-серверных вычислений Вычислительная модель клиент / сервер предоставляет средства для интеграции приложений личной производительности для отдельного сотрудника или менеджера с конкретными потребностями обработки бизнес-данных для удовлетворения общих требований к обработке информации для всего предприятия. предприятие. Расширенный обмен данными Данные, которые собираются в рамках обычного бизнес-процесса и хранятся на сервере, немедленно становятся доступными для всех авторизованных пользователей. Использование языка структурированных запросов (SQL) для определения и управления данными обеспечивает поддержку открытого доступа. со всех клиентских процессоров и программного обеспечения. SQL предоставляет всем авторизованным пользователям доступ к информации через представление, соответствующее их бизнес-потребностям.Прозрачные сетевые сервисы гарантируют, что одни и те же данные в одной валюте доступны для всех. назначенные пользователи. Интегрированные услуги В модели клиент / сервер вся информация, которую клиент (пользователь) имеет право использовать, доступна на рабочем столе. Нет необходимости переходить в режим терминала или входить в другой процессор для доступа к информации. Вся авторизованная информация и процессы доступны непосредственно из интерфейса рабочего стола.Инструменты рабочего стола — электронная почта, электронные таблицы, презентационная графика и текстовый редактор — доступны и могут использоваться для работы с информацией, предоставляемой серверами приложений и баз данных. резидент в сети. Пользователи настольных компьютеров могут использовать инструменты своего рабочего стола в сочетании с информацией, доступной из корпоративных систем, для получения новой и полезной информации. На рис. 2.1 показан типичный пример такой интеграции. Может быть создан текстовый документ, который включает данные из пакета чертежей, электронной таблицы и специально разработанного приложения.Возможности Microsoft Dynamic Data Exchange (DDE) позволяют вырезать и вставлять графические данные и данные электронных таблиц в текстовый документ вместе с окном информации, извлеченным из корпоративной базы данных. Результат отображается в настраиваемом приложении. Создание настроенного документа выполняется с использованием только инструментов рабочего стола и мыши для выбора и перетаскивания информации из любого источника в документ. Электронные ножницы и клей обеспечивают мощное расширение существующих приложений и позволяют преимущество возможностей существующего настольного процессора.Вся новая разработка может быть выполнена людьми, которые знакомы только с инструментами рабочего стола для персонального рабочего стола. Управление объектом электронной таблицы, графическим объектом, приложением объект экрана, а объект документа, использующий инструменты вырезания и вставки рабочего стола, предоставляет конечному пользователю новый мощный инструмент. Разработчики используют те же возможности манипулирования объектами под управлением программы для создания новых приложений за долю времени, затрачиваемого на традиционные методы программирования.Методики объектно-ориентированной разработки резко увеличивают мощь, доступная для непрограммистов и профессионалов-пользователей, для создания и улучшения приложений. Рисунок 2.1. Персональная продуктивность и интегрированные приложений. Еще один отличный и легко визуализируемый пример интеграции, возможной в модели клиент / сервер, реализован в автозаправочной станции розничной торговли. На рис. 2.2 показаны комплексные бизнес-функции, необходимые для розничной торговли газом. СТО.Проект автоматизации станций технического обслуживания (SSA) объединяет услуги измерения расхода бензина, выставления счетов за бензиновые насосы, проверки кредитных карт, управления кассовыми аппаратами, точек продаж, управления запасами, учета посещаемости, электронного указатели цен, мониторы цистерн, бухгалтерский учет, маркетинг, отправка грузовиков и множество других бизнес-функций. Все эти бизнес-функции выполняются в среде, враждебной компьютерам, на знакомой станции обслуживания с тем же типом рабочие станции, использованные для создания этой книги.В системе используются все знакомые клиент-серверные компоненты, включая службы локальной и глобальной сети. Большинство пользователей системы — временные сотрудники с минимальным обучением компьютерным технологиям. An Дополнительной проблемой является необходимость обработки потока бензина в режиме реального времени по мере его прохождения через насос. Если процессор не обнаруживает и не измеряет расход бензина, клиенту не выставляется счет. Система автоматизации СТО — это классический пример возможностей интегрированного клиент-серверного приложения, реализованного и работающего сегодня. Рисунок 2.2. Архитектура интегрированной системы розничной торговли. Совместное использование ресурсов на различных платформах Модель вычислений клиент / сервер предоставляет возможности для достижения истинно открытых системных вычислений. Приложения могут создаваться и реализовываться независимо от аппаратных платформ или технических характеристик программного обеспечения. Таким образом, пользователи могут получить клиентские сервисы и прозрачный доступ к сервисам, предоставляемым серверами баз данных, коммуникаций и приложений.Программное обеспечение операционных систем и оборудование платформы не зависят от приложения и маскируются инструментами разработки, используемыми для построить приложение. При таком подходе бизнес-приложения разрабатываются для работы с бизнес-процессами, вызываемыми существованием созданного пользователем «события». Событие, такое как нажатие кнопки, выбор элемента списка, ввод в диалоговом окне, сканирование полосы код или поток бензина происходит без привязки логики приложения к физическим платформам. Клиент-серверные приложения работают одним из двух способов. Они могут функционировать как интерфейс к существующему приложению — более ограниченная модель, ориентированная на мэйнфреймы, описанная в главе 1, — или они могут обеспечивать ввод, хранение и отчетность данных с помощью с использованием распределенного набора клиентов и серверов. В любом случае использование или даже существование хоста мэйнфрейма полностью скрыто от разработчика рабочей станции с помощью стандартных интерфейсов, таких как SQL. Взаимозаменяемость и совместимость данных SQL — это стандартный в отрасли язык определения данных и доступа к ним.Это стандартное определение позволило многим поставщикам разработать механизмы баз данных производственного класса для управления данными в виде таблиц SQL. Практически все инструменты разработки, используемые для клиент / сервер Ожидается, что разработка будет ссылаться на внутренний сервер базы данных, доступ к которому осуществляется через SQL. Сетевые службы обеспечивают прозрачное соединение между клиентом и локальными или удаленными серверами. С некоторыми продуктами баз данных, такими как Ingres Star, пользователь или приложение могут определить консолидированное представление данных, которые фактически распределяются между разнородными и множественными платформами. Системные разработчики наконец достигли точки, когда эта неоднородность станет характерной чертой всех продуктов ядра СУБД производственного класса. Большинство систем, которые были реализованы на сегодняшний день, используют единую целевую платформу для обслуживания данных. В Возможность выполнять большие объемы обновлений в нескольких местах и ​​поддерживать целостность базы данных при всех типах ошибок просто становится доступной благодаря качественной производительности и восстановлению на производственном уровне. Разработанные сегодня системы, использующие SQL, по своей сути прозрачно для места хранения данных и технологии платформы хранения данных.Синтаксис SQL не определяет местоположение или платформу. Эта прозрачность позволяет перемещать таблицы на другие платформы и в другие места, не затрагивая приложение. код. Эта функция особенно важна при внедрении проверенных, новых технологий или если для бизнеса есть смысл переместить данные ближе к их владельцу. Службы базы данных могут быть предоставлены в ответ на запрос SQL — независимо от основного механизма. Этот механизм может быть предоставлен такими поставщиками, как ASK / Ingres, Oracle, Sybase или IBM, работающими на платформе Windows NT, OS / 2, UNIX или MVS.В Среда разработки системы (SDE) и инструменты должны реализовывать интерфейсы с базой данных поставщика и продуктами операционной системы. Разработчику не нужно знать, какой движок или операционная система работает. Если SDE не удаляет разработчика Благодаря прямому доступу к платформе сервера базы данных энтузиазм по поводу эффективности не позволит разработчикам избегать использования «функций», доступных только от определенного поставщика. Прозрачность платформы важна, если приложение чтобы оставаться портативным.Переносимость приложений важна при использовании преимуществ инновационных технологий и конкурентоспособности по ценам, а также для защиты от опасности отказа поставщика. Продукты баз данных, такие как Sybase, используемые с продуктом Database Gateway от Micro DecisionWare, обеспечивают прямое, производственное и прозрачное соединение между клиентом и серверами. Эти продукты могут быть реализованы с использованием DB2, IMS / DB или VSAM через CICS в DB2 и Sybase под управлением VMS, Windows NT, OS / 2, DOS и MacOS.Боб Эпштейн, исполнительный вице-президент Sybase, Inc., считает, что открытый серверный подход Sybase к распределенным данным включает характеристики семантического решение для неоднородности.1 В этом решении код на удаленном сервере может использоваться для работы с различными системами управления базами данных (СУБД), моделями данных или процессами. Механизм удаленного вызова процедур (RPC), используемый Sybase, можно интерпретировать как сообщение, которое вызывает соответствующий метод или процедуру на открытом сервере. Правда, нужно написать код, маскирующий различия.Однако некоторые части, такие как доступ к сторонней СУБД (например, от Sybase SQL Server к IBM DB2), могут быть стандартизированный. Продукт Ingres Star ASK предоставляет динамический SQL для поддержки распределенной базы данных между UNIX и MVS. Таким образом, Ingres Windows 4GL, работающий под DOS или UNIX в качестве клиента, может запросить представление данных, которое включает данные на платформе UNIX Ingres и MVS DB2. Ingres намерен предоставить поддержку статического SQL и IMS в ближайшем будущем. Ядро Ingres Intelligent Database оптимизирует запрос, чтобы запросы SQL к распределенным базам данных обрабатывались таким образом, чтобы минимизировать количество строк, перемещаемых из удаленный сервер.Эта оптимизация особенно важна, когда к распределенным базам данных делаются динамические запросы. Объявив об архитектуре распределенной реляционной базы данных (DRDA), IBM осознала необходимость открытого доступа из других источников. продукты для DB2. Этот продукт предоставляет программные интерфейсы приложений (API), необходимые другим поставщикам для генерации статических запросов SQL к механизму DB2, работающему под MVS. Норрис ван ден Берг, менеджер по стратегии систем программирования в IBM Лаборатория Санта-Тереза ​​в Сан-Хосе, Калифорния, отмечает, что СУБД IBM Systems Application Architecture (SAA) отличаются.Даже в рамках IBM им приходится решать вопросы обмена данными и взаимодействия в гетерогенной среде2. Что еще более важно, IBM поощряет сторонних поставщиков СУБД соблюдать требования DRDA. Это набор спецификаций, которые позволят всем СУБД взаимодействовать. Модель клиент / сервер предоставляет возможность делать специальные запросы информации. В результате оптимизация динамического SQL и поддержка распределенных баз данных имеют решающее значение для успеха второго поколения клиент-серверного приложения.Первое поколение реализует операционные аспекты бизнес-процесса. Второе поколение — это введение специальных запросов, генерируемых опытным пользователем, стремящимся получить дополнительную информацию из доступной информации. Маскированный доступ к физическим данным Когда для доступа к данным используется SQL, пользователи могут получать доступ к информации из баз данных в любой точке сети. Доступ к данным с локального ПК, локального сервера или сервера глобальной сети (WAN) поддерживается разработчиком и пользователем с помощью одного и того же запроса данных.Единственное заметное отличие может заключаться в снижении производительности при недостаточной пропускной способности сети. Доступ к данным можно получить из динамической памяти с произвольным доступом (D-RAM), с магнитного диска или с оптического диска с помощью тех же операторов SQL. Логические таблицы могут можно получить доступ — без каких-либо знаний об упорядочивании столбцов или о посторонних столбцах — путем выбора подмножества столбцов в таблице. Несколько таблиц могут быть объединены в представление, которое создает новую логическую таблицу для прикладной программы. манипулирование, независимо от его физического формата хранения. Использование новых типов данных, таких как большие двоичные объекты (BLOB), позволяет хранить и получать доступ к другим типам информации, например изображениям, видео и аудио, с использованием тех же операторов SQL для доступа к данным. RPC часто включают преобразование данных средства для перевода сохраненных данных одного процессора в приемлемый формат для другого. Независимость данных и обработки от местоположения Мы переходим от эпохи машинно-ориентированных вычислений 1970-х и 1980-х годов к новой эпохе, когда знакомые с ПК пользователи требуют систем, ориентированных на пользователя.Раньше пользователь входил в мэйнфрейм, мини- или микроприложение. Синтаксис доступа был уникальна на каждой платформе. Функциональные клавиши, сообщения об ошибках, методы навигации, безопасность, производительность и редактирование были очень заметны. Сегодняшние пользователи ожидают стандартного внешнего вида. Пользователи без проблем входят в приложение с рабочего стола для местоположения или технологии задействованных процессоров. Рисунок 2.3 иллюстрирует эволюцию взгляда пользователя на вычислительную платформу.В 1970-х годах пользователи входили в систему мэйнфреймов IBM, миникомпьютера VAX или одного из первых микрокомпьютерных приложений. Было очевидно, какая платформа использовалась. Каждый платформе требовалась уникальная последовательность входа в систему, параметры безопасности, параметры клавиатуры, а также настраиваемая справка, навигация и восстановление после ошибок. В нынешнем мире, ориентированном на пользователя, рабочий стол обеспечивает точку доступа к сервисам рабочей группы и предприятия без Что касается платформы выполнения приложений. Стандартные услуги, такие как вход в систему, безопасность, навигация, справка и восстановление после ошибок, предоставляются во всех приложениях единообразно. Рисунок 2.3. Вычислительная трансформация. Разработчикам сегодня предоставлена ​​значительная независимость. Доступ к данным осуществляется через SQL независимо от оборудования, операционной системы или местоположения, предоставляющего данные. Согласованные методы доступа к сети охватывают приложение и запросы SQL внутри RPC. Сеть может быть основана на взаимодействии открытых систем (OSI), протоколе управления передачей / интернет-протоколе (TCP / IP) или системной сетевой архитектуре (SNA), но никаких изменений в кодировании бизнес-логики не требуется.Девелопер бизнеса Логика имеет дело со стандартным синтаксисом логики процесса без учета физической платформы. Языки разработки, такие как COBOL, C и Natural, и инструменты разработки, такие как Telon, Ingres 4GL, PowerBuilder, CSP, а также некоторые развивающиеся инструменты CASE, такие как Bachman, Oracle CASE и IEF от Texas Instruments выполняются на нескольких платформах и генерируют приложения для выполнения на нескольких платформах. Разработчик приложения имеет дело с языком разработки и использует версию SDE, адаптированную для организации, для предоставления стандартных услуг.Конкретные характеристики платформы прозрачны и могут быть изменены, не влияя на синтаксис приложения. Централизованное управление По мере того, как обработка перемещается от центрального центра обработки данных к удаленному офису и предприятию, надежность серверов рабочих станций и локальной сети (LAN) должна приближаться к тому, что сегодня обеспечивается централизованно расположенными мини- и мэйнфреймами. Большинство Эффективный способ обеспечить это — обеспечить мониторинг и поддержку из тех же центральных пунктов.Комбинация технологий, которые могут «видеть» работу оборудования и программного обеспечения в локальной сети под наблюдением опытных вспомогательный персонал — предоставляет наилучшие возможности для достижения необходимого уровня надежности. Первым шагом в обеспечении эффективного удаленного управления локальной сетью является установление стандартов для оборудования, программного обеспечения, сетей, установки, разработки и присвоения имен. Эти стандарты, используемые совместно с такими продуктами, как IBM Systemview, Продукты Openview от Hewlett-Packard, ESRA от Elegant, EMA от Digital и UNMA от AT&T обеспечивают удаленный просмотр ЛВС.Другие инструменты, такие как PC Connect для удаленного подключения, PCAssure от Centel для обеспечения безопасности, продукты для оборудования и программного обеспечения. инвентарь и инструменты локального мониторинга, такие как Network General’s Sniffer, необходимы для завершения процесса управления. Технологическая революция Изменения в компьютерных технологиях, произошедшие за последние пять лет, значительно больше, чем за предыдущие 35 лет компьютерной истории.Нет сомнений в том, что мы продолжим испытывать еще большие изменения. в предстоящую пятилетку. Технологии будущего Консультации с хрустальным шаром, прогнозирование будущего и принятие решений на основе прогнозов — частый провал компьютерной индустрии. Предсказывать будущее — дело рискованное. Лидеры отрасли, технические специалисты и инвесторы одинаково иногда неудачно. Рисунки 2.4, 2.5 и 2.6 повторяют некоторые из наиболее известных цитат из прошлых предсказателей судьбы, предсказывающих будущее. Однако важно получить осознанное представление о том, куда движутся технологии в течение жизни новой системы. Архитектура, на которой построена новая система, должна быть способна поддерживать всех пользователей на протяжении всего ее срока службы. Крупные организации традиционно предполагалось, что их приложения будут служить в течение 5-10 лет. Многие системы построены с учетом только того, что доступно и доказуемо сегодня, и они готовы развалиться, как колода карт, когда операционная окружающая среда меняется, и архитектура не может адаптироваться к новым реалиям.Правильно спроектированные системы учитывают не только реальность сегодняшнего дня, но и оценку вероятной реальности через пять лет после даты внедрения. Рисунок 2.4. Потенциал рынка рабочих станций. (Источник: Дж. Опель, IBM, 1982 г.) Рисунок 2.5. Технологический пессимизм. (Источник: UNIVAC, 1950, о возможности для UNIVAC1.) Рисунок 2.6. Технологический оптимизм.(Источник: Анонимный инвестор-банкрот, 1986.) Несмотря на предсказания о том, что масштабы изменений в компьютерных технологиях в ближайшие пять лет превысят тот, который наблюдался за всю компьютерную эру (с 1950 по 1994 год), взгляд на историю по-прежнему является единственным зеркалом, которое у нас есть в будущем. Вычислительная мощность в сравнении Опрос компаний США из списка Fortune 1000, проведенный в 1990 году известной исследовательской фирмой в компьютерной индустрии, показал, что на основе MIPS (миллионы инструкций в секунду) существует более 90 процентов вычислительной мощности, доступной организациям. на рабочем столе.Эта дешевая вычислительная мощность сегодня обычно используется недостаточно. Это невозвратные затраты, которые можно использовать в качестве клиентов при реализации клиент-серверных приложений. На рис. 2.7 показана часть процессорной мощности, выделенной центральному сайту и рабочему столу. В большинстве организаций 9 процентов процессорной мощности, находящейся в центральном вычислительном центре «стеклянного дома», обеспечивают 90 процентов или больше корпоративных вычислений. 90 процентов процессорной мощности на настольном компьютере, установленной по всей организации, обеспечивает менее 10 процентов вычислительной мощности для ведения бизнеса.Большинство систем рабочих станций используются для личных приложения для повышения производительности, такие как текстовый редактор, презентационная графика и работа с электронными таблицами. Функции личной производительности, выполняемые на этих машинах, обычно занимают процессор максимум два-три часа в день. Рисунок 2.7. Управление переходом на распределенную обработку. Ввод / вывод (I / O) по сравнению с Большинство приложений требуют, чтобы информация, которой управляют, также была прочитана и сохранена.В следующем примере к обработке ЦП добавляется требование выполнять 1000 операций чтения или записи физических данных в секунду. На рисунке 2.8 показаны затраты на выполнение этих операций. Рисунок 2.8. Узкое место ввода-вывода. Та же самая часть конфигурации мэйнфрейма, которая требуется для обеспечения одной возможности выполнения MIPS, может одновременно обрабатывать это требование ввода-вывода. Конфигурация рабочей станции, необходимая для одновременного выполнения этих двух задач в 1989 г., стоила не менее вдвое больше, чем конфигурация мэйнфрейма.Кроме того, в конфигурации задействовано несколько процессоров без доступа к общей памяти. Чтобы сохранить целостность данных, ввод-вывод должен быть доступен только для чтения. Резкое снижение стоимости рабочих станций, прогнозируемое в 1995 год основан на использовании симметричных мультипроцессоров для обеспечения ЦП с разделяемой памятью и на использовании сопроцессоров, обеспечивающих кэшированные контроллеры, необходимые для поддержки параллельного ввода-вывода. (Параллельный ввод-вывод позволяет несколько запросов ввода-вывода к нескольким устройствам. обслуживаться одновременно с обработкой центрального процессора.Однако прогнозируется, что затраты по-прежнему будут на 75 процентов больше, чем затраты на мэйнфрейм при такой высокой скорости ввода-вывода. Разница в цене и функциональности в первую очередь объясняется тем, что IBM 3090-600 является примером массово-параллельного процессора, оптимизированного для ввода-вывода. Каждый канал, контроллер DASD, ленточный контроллер и консоль содержат другие процессоры. Производительность этих других процессоров в три-восемь раз превышает производительность основного процессора.Эти процессоры имеют прямой доступ к памяти (DMA) к общей памяти конфигурации с минимальным влиянием на вычислительная мощность главного процессора. Эти процессоры позволяют выполнять операции ввода-вывода параллельно с минимальным участием основного процессора или без него. В ближайшем будущем прогнозы показывают незначительное снижение спроса на крупные хост-процессоры для предоставления услуг ядра корпоративной базы данных крупным компаниям, особенно компаниям из списка Fortune 500. Потребности в специальной обработке, вызванные наличием Запрашивающие на рабочем месте еще больше увеличат потребность в вводе-выводе.Процессоры RISC и Intel в том виде, в каком они сконфигурированы сегодня и предусматриваются в течение следующих пяти лет, по-прежнему используют основной процессор для выполнения большей части обработки, связанной с функциями ввода-вывода. Это экономичная стратегия для большинства клиентских приложений и многих серверных приложений, где требования ввода / вывода не приближаются к тем, которые встречаются в конфигурациях мэйнфреймов с большим хостом. Технология распределенных баз данных снижает требования к вводу-выводу для одной базы данных. конфигурации и распределяет ввод-вывод с данными на процессоры удаленного сервера.Несмотря на резкое увеличение мощности ЦП, не произошло соответствующего увеличения возможностей выполнять «настоящий» ввод-вывод. Некоторые механические ограничения отсутствуют. решается увеличением мощности процессора. Фактически, дополнительный ЦП просто позволяет быстрее генерировать запросы ввода-вывода. На рис. 2.9 показано, что соотношение ЦП к количеству операций ввода-вывода стало значительно несбалансированным в период с 1980 по 1990 год. В период с 1980 по 1990 год при тех же долларовых затратах мощность процессора увеличилась в 100 раз, а емкость ввода-вывода увеличилась только в 18 раз.Там нет никаких указаний на то, что эта скорость изменения будет снижаться в будущем. Фактически, вполне вероятно, что с увеличением использования симметричных мультипроцессоров доступность мощности ЦП будет расти быстрее. Это, в свою очередь, вызовет еще большие требования к вводу-выводу и еще больше увеличить разрыв. Только за счет эффективного использования реальной памяти (D-RAM) мы можем надеяться использовать доступную мощность процессора. Доступ к данным можно получить из D-RAM без необходимости выполнять физический ввод-вывод, за исключением регистрации обновления.Технология баз данных использует последовательный журнал для записи изменения. Эти последовательные записи могут буферизоваться и выполняться очень быстро. Случайные обновления базы данных выполняются, когда системе нечего делать или когда общая D-RAM, содержащая обновленные данные, требуется для других данных. Журнал используется для восстановить базу данных после любого сбоя, завершающего работу приложения. Рисунок 2.9. Мощность процессора в зависимости от емкости ввода-вывода. (Источник: International Data Corporation.) Еще одно осложнение, связанное с фактором ввода-вывода, — это неуклонно снижающаяся стоимость устройств постоянного хранения данных. По мере того, как стоимость традиционных устройств хранения данных — дисков и лент — снижается, появляются новые технологии с гораздо большей емкостью. Оптические запоминающие устройства обеспечивают больший объем памяти при меньших затратах, но с несколько меньшей скоростью доступа, чем технологии магнитных дисков. Большая часть отраслевого опыта демонстрирует, что объем данных, которые организация хочет хранить, зависит от стоимости хранилище, а не на каком-либо конечном ограничении объема доступных данных.Если стоимость хранения уменьшится вдвое, при том же бюджете будет доступно для хранения вдвое больше данных. Эти дополнительные данные могут поступать из более длинных историй, внешних источников или совершенно новых формы данных, такие как изображения, аудио, видео и графика. Новые приложения могут быть оправданы снижением стоимости хранилищ данных. Технологии Workstation могут работать с личными данными, данными, извлеченными из центральных систем для анализа конечным пользователем, данными из интегрированных внешних источников для сравнения и интегрированными новыми типами данных, такими как голосовые аннотации к документам.Все Эти формы данных предоставляют дополнительные возможности для недорогого постоянного хранения данных. Системы поддержки принятия решений могут использовать технологии рабочих станций и огромные объемы дополнительных данных для предоставления полезных, ориентированных на рынок рекомендаций. Технологии реляционных баз данных также могут ограничивать количество реальных операций ввода-вывода, необходимых для ответа на информационные запросы. Использование индексов дескрипторов, которые содержат значения данных, извлеченные из столбцов таблиц базы данных, позволяет определять критерии поиска. оценивается путем доступа только к индексам.Доступ к самой физической базе данных требуется только тогда, когда поиск по индексу приводит к идентификации строк из реляционной таблицы, которые удовлетворяют критериям поиска. Большие реляционные таблицы, которые доступ к которым осуществляется через сложный поиск, может демонстрировать резко различающуюся производительность и стоимость доступа в зависимости от эффективности поисковой системы базы данных. Такие продукты, как DB2 и Ingres, которые обеспечивают обширную оптимизацию запросов, часто демонстрируют значительно лучшая производительность по сравнению с другими продуктами при сложном поиске.Продукты, которые были разработаны для работы с небольшой моделью памяти, часто демонстрируют значительные накладные расходы на ЦП, когда размер резидентных индексов становится очень большим. DB2 достигает линейного улучшения в производительности как индексы выделяется больше D-RAM. Oracle, с другой стороны, плохо работает в реализации IBM System 370 MVS из-за накладных расходов на управление очень большими пулами буферов основной памяти. Основная память Вероятно, самая драматическая технологическая революция, затрагивающая сегодня компьютерную индустрию, вызвана увеличением объема оперативной памяти (D-RAM), доступной для приложения.D-RAM используется для выполнения программ и временного хранение постоянных данных. Пользователи компьютеров вступили в эру очень больших и недорогих D-RAM. На рис. 2.10 показано, как развивалась и продолжает развиваться эта технология. Каждые три года выпускается новое поколение технологии D-RAM. Каждый новый выпускается с четырехкратной емкостью по сравнению с предыдущим поколением по той же цене. В момент внедрения и в любой момент в течение жизненного цикла стоимость этих чипов снижается до цены, равной цене чипов от предыдущее поколение.По мере увеличения емкости отдельных микросхем D-RAM количество D-RAM, доступное клиенту (и серверу), значительно увеличилось. Лабораторные и производственные данные показывают, что эта тенденция сохранится, по крайней мере, до 1996 года. Рисунок 2.10. Эволюция микросхем D-RAM. Настольные рабочие станции, приобретенные в 1988 году с чипами D-RAM 1 мегабит (Мбит), были доступны в 1992 году с чипами DRAM 4 Мбит по той же или более низкой цене.В 1988 году типичные настольные рабочие станции содержали от 1 до 4 мегабайт (Мбайт) D-RAM. В 1992 году эти самые конфигурации содержат от 4 до 16 Мбайт. В 1995 году в этих конфигурациях будут использоваться 16-мегабитные чипы, а по той же цене будут доступны от 16 до 64 мегабайт. К 1998 году — за время существования многих разрабатываемых сегодня приложений — эти конфигурации будет использовать 64-мегабитные чипы и содержать от 64 до 256 мегабайт D-RAM по той же цене. Революционные изменения происходят в нашей способности обеспечивать функциональность на рабочем столе.Большинство разработчиков не могут сгенерировать количество кода, близкое к тому, чтобы заполнить 64-мегабайтный процессор на столе. Тем не менее, приложения, которые создаются сегодня, будут использоваться на настольных процессорах с таким объемом D-RAM. Как подробно обсуждается в главе 3, клиентская рабочая станция теперь может содержать в D-RAM все программное обеспечение, которое пользователь захочет использовать. Это устраняет задержку, которая ранее была присуща программе. переключение — то есть загрузка и запуск программы. Теперь стало практичным использовать многозадачную клиентскую рабочую станцию ​​с несколькими активными задачами и регулярно переключаться между ними.Виртуальное хранилище — это реальность. Стоимость D-RAM рабочей станции составляла менее 50 долларов за мегабайт в 1992 году. Разница в стоимости дополнительных 4 мегабайт составляет всего 200 долларов. Всего лишь годом ранее недальновидные разработчики приложений могли принимать решения по проектированию системы, исходя из стоимости в 1000 долларов за 4 Мбайта. В хост-серверах используются чипы той же плотности, что и процессоры настольных ПК. Типичный мэйнфрейм в 1988 году содержал от 64 до 256 Мбайт D-RAM. В 1992 году обычно от 256 до 1024 Мбайт.К 1995 году эти же хост-серверы будут содержать 1024 до 4096 Мбайт D-RAM. После 1998 года хост-серверы будут содержать от 4096 до 16 192 Мбайт D-RAM. Эти количества достаточно велики, чтобы мы могли совершенно по-другому взглянуть на способ создания программного обеспечения и управления информацией. В течение срока службы систем, задуманных сегодня, узкое место ввода-вывода будет устранено за счет возможности доступа к постоянной информации из D-RAM. Мы находимся на пороге эры вычислительных мощностей после дефицита ресурсов.В эту эпоху станут доступны практически неограниченные вычислительные мощности. В модели клиент / сервер эта вычислительная мощность доступна на каждом рабочем месте — фундаментальная парадигма. переход к индустрии обработки информации и ее клиентам. Мы ожидаем увидеть значительную встряску в отрасли, поскольку поставщики только оборудования будут реагировать на эти изменения. Что это будет значить для разработчиков и потребителей? Только производители, предлагающие самые низкие цены и диверсифицирующиеся в индустрии программного обеспечения, будут успешными. Потребители компьютерных технологий сейчас находятся на пороге смены парадигмы в том, как компьютерные технологии влияют на их бизнес. Только самые эффективные пользователи могут надеяться продемонстрировать реальную ценность на конкурентном рынке. Тенденции в программном обеспечении Чтобы воспользоваться преимуществами этого технологического прогресса, организации должны выбрать программное обеспечение, которое может его использовать. Традиционные инструменты разработки, операционные системы, пользовательские интерфейсы в символьном режиме и технологии баз данных, не основанные на SQL, не могут использовать преимущества это количество D-RAM и мощность, доступная от технологии рабочей станции. Дизайн графического экрана Графические пользовательские интерфейсы (GUI) требуют большого количества D-RAM для хранения изображения экрана, раскрывающихся списков, текста справки, путей навигации и логики, связанной со всеми возможными выбираемыми событиями. Поскольку графический интерфейс позволяет произвольно выбирать обработку а не в традиционном последовательном порядке сверху вниз, вся возможная логика процесса и код управления графическим интерфейсом пользователя, связанный с изображением, должны быть доступны в D-RAM для обеспечения соответствующих ответов. Функции графического интерфейса требуют времени отклика менее секунды. Анализ отрасли показал, и наш опыт подтверждает, что раскрывающиеся списки, выбор кнопок и вызов событий должны происходить в течение 0,1 секунды, чтобы предоставить подходящий пользовательский интерфейс . Подходящий означает, что пользователь не знает об операциях графического интерфейса пользователя, но сосредоточен на выполняемой бизнес-функции. Такая производительность реально обеспечивается сегодняшними рабочими станциями, сконфигурированными с разумными суммами в 50 долларов за мегабайт D-RAM (в 1992 году). и правильно спроектированные приложения. Разработчики CICS не умеют делать хороших разработчиков графического интерфейса.3 Разработка приложений с графическим интерфейсом требует особого мышления. Образование, опыт и воображение являются предпосылками для перехода от мира символьного режима к миру графического интерфейса пользователя. Макет символьного режима screen требует, чтобы поля были выстроены в ряд, и экран не был загроможден слишком большим количеством полей. Макет GUI сложнее, потому что есть очень много вариантов. Цвета, раскрывающиеся списки, переключатели, текстовые поля, полосы прокрутки, флажки и несколько окон — все возможности макета.Навыки, которыми обычно обладает художник-верстальщик, больше подходят для этой задачи, чем те, которые обычно демонстрирует программист. Реляционные базы данных Еще одно кардинальное изменение в программном обеспечении касается управления базами данных. Традиционные файловые системы и технологии баз данных полагаются на локальность ссылки для обеспечения хорошей производительности при доступе к данным. Местоположение ссылки означает, что все данные, необходимые для Удовлетворение запроса хранится физически близко друг к другу.Однако сегодняшняя бизнес-среда требует многократного доступа к строкам информации, полученным из нескольких таблиц. Производительность возможна только в этих средах, когда поиск в базе данных выполняется в оперативной памяти с использованием извлеченных ключей, организованных в списки с возможностью поиска. Физический доступ к базе данных ограничен выбором строк, удовлетворяющих всем критериям поиска. Технология реляционных баз данных, использующая SQL, наилучшим образом соответствует этим критериям. Несмотря на протесты, изображенные на Рисунке 2.11, этот широко распространенный взгляд на реляционную технологию больше не действителен. Это неправильное мнение часто пропагандируется теми, кто вложили свою карьеру в то, чтобы стать экспертами в нереляционных технологиях. Опыт показывает, что в сочетании с хорошими стандартами разработки и современными технологиями реляционные системы работают так же или лучше, чем предыдущие технологии. Кроме того чтобы обеспечить независимость физического хранилища от логического представления, процессоры SQL извлекают дескрипторы строк (значения столбцов) в отдельные индексы, которые управляются в оперативной памяти.Поисковый запрос можно сравнить с индексами, чтобы идентифицировать строки, удовлетворяющие всем критериям поиска. Только эти идентифицированные строки физически извлекаются из внешнего хранилища. Рисунок 2.11. Сомневающиеся администраторы баз данных. Стандарты использования — важная часть успешной реализации любого инструмента. Например, разработчики могут снизить эффективность SQL в реализации клиент / сервер, закодировав логические критерии выбора с помощью программной логики, а не встроенный SQL.Логический критерий выбора извлекает все строки, которые удовлетворяют первому условию SELECT, так что логика программы может быть выполнена для фильтрации нежелательных строк. Когда вся логика приложения и обработка базы данных находятся на одном процессоре, это это управляемые накладные расходы. В реализации клиент / сервер это приводит к тому, что выбор базы данных работает со скоростью передачи данных LAN или WAN, а не со скоростью подсистемы ввода-вывода. Часто разработчики, надеясь сократить накладные расходы на запросы оптимизация — используйте логическую технику для динамического SQL, что, к сожалению, приведет к значительному снижению производительности из-за увеличения времени доступа к физическим данным.В мире клиент / сервер важно выбрать инструменты, которые генерировать полностью определенные операторы SQL SELECT. Реляционные системы могут работать и работают, но плохие стандарты использования могут их победить. В качестве примера успешной работы в этой книге реализовано приложение, описанное в Приложении A, которое обрабатывает более 400 транзакций обновления в секунду в представление реляционной базы данных с пятью таблицами. Этот конкретный пример реализован в DB2 на процессоре ES9000 среднего размера. Возможности подключения Эра настольных рабочих станций началась в 1981 году с появлением персонального компьютера (ПК) IBM. ПК давал ранним пользователям возможность создавать электронные таблицы, текстовые редакторы и базовые службы баз данных для личных данных. В течение трех лет стало ясно, что высококачественные принтеры, резервные ленты, дисковые устройства большой емкости и программные продукты слишком дороги, чтобы их можно было разместить на рабочем столе.Для решения этой проблемы была разработана технология ЛВС. Novell была и остается самой успешной продавец на рынке LAN. Шаг 1. Рабочие станции эмулируют корпоративные системы На рисунке 2.12 показана тенденция внедрения ПК в организациях в период с 1980 по 1995 год. В большинстве крупных организаций настольные рабочие станции обеспечивают личную продуктивность и некоторые функции рабочих групп, но все же хост-услуги обеспечивают большинство других бизнес-функций.Отсутствие свободного места на настольном компьютере способствует добавлению на рабочую станцию ​​служб эмуляции терминала. Эта возможность эмуляции подключает рабочую станцию ​​напрямую к корпоративным системам. Связь была и обычно по-прежнему обеспечивается прямым подключением рабочей станции к хост-серверу или его контроллеру. Можно использовать рабочую станцию ​​стоимостью менее 5000 долларов в качестве «немого» терминала за 500 долларов. Connectivity дает возможность выйти за рамки эмуляции терминала и использовать весь потенциал рабочей станции.Часто первые клиент-серверные приложения в большой организации используют существующие приложения для мэйнфреймов. Обычно это презентация приложения только для служб. Рисунок 2.12. Тенденции в расходах ПК-микро. Шаг 2. Добавление серверов для базы данных и связи Следующим шагом в установлении связи является внедрение специализированных серверов для предоставления баз данных и услуг связи.Эти серверы предоставляют пользователям LAN общую базу данных для общих приложений и общий узел для подключения к корпоративная сеть. Коммуникационные серверы устраняют необходимость в дополнительных кабелях и оборудовании рабочей станции для эмуляции терминала. Кабели ЛВС обеспечивают необходимое физическое соединение, а коммуникационный сервер — необходимое услуги диспетчера. Шаг 3. Полноценные клиент-серверные приложения С внедрением коммуникационных серверов и серверов баз данных организация готова к следующему шагу от клиент-серверных приложений только для презентационных сервисов к полноценным клиент-серверным приложениям.Эти новые приложения построен на архитектуре, определенной как часть среды разработки системы (SDE). Производительность пользователей Пользователи персональных компьютеров привыкли контролировать свое окружение. Недавно пользователи привыкли к графическому интерфейсу, предоставляемому такими продуктами, как Windows 3.x, OPEN LOOK, MacOS и NeXtStep. Производительность повышается за счет стандартного внешнего вида и считают, что большинство приложений, работающих в этих средах, предоставляют.Пользователь обучается как входить в приложения, так и переходить от функции к функции стандартным способом. Пользователи привыкли к доступности контекстно-зависимой помощи, «дружественная» обработка ошибок, высокая производительность и гибкость. Сравните производительность, достигаемую финансовым или бюджетным аналитиком с помощью программы для работы с электронными таблицами, например Lotus 1-2-3 или Excel, с производительностью, достигнутой при программировании аналогичных функций в COBOL на мэйнфрейме. Добавление новой переменной в анализ или Бюджет — тривиальная задача по сравнению с попыткой заставить функции выполнять аналогичные изменения в пакете COBOL для мэйнфреймов.В первом случае изменение вносится непосредственно пользователем, который знаком с требованием, в видимую модель эта проблема. В случае мэйнфрейма изменение должен быть сделан программистом, который обсуждает требование с аналитиком, пытается понять проблемы, а затем пытается внести изменение, используя абстракцию проблемы. Пользователь персонального компьютера вносит изменения и видит результат. Программист мэйнфрейма должен внести изменения, скомпилировать программу, вызвать программу и запустить тест.Если пользователь понимает запрос, последствия и синтаксические требований, он или она может сделать это правильно с первого раза. Обычно требуется несколько итераций, чтобы действительно сделать это правильно, часто совместно с разочарованным пользователем, который пытается объяснить реальное требование. Мы не предполагаем, что все приложения могут разрабатываться непрограммистами с использованием инструментов только для настольных компьютеров. Однако теперь, когда создавать приложения такого типа на настольных компьютерах стало довольно просто, профессиональным специалистам по информационным технологиям важно понять ожидания, возникшие в умах сообщества конечных пользователей. Способы повышения производительности Приложения, разработанные клиент-сервером, могут обеспечить значительно более высокую производительность по сравнению с традиционными рабочими станциями или приложениями только для хоста. Разгрузка работы на сервер База данных и обработка сообщений часто перекладываются на более быстрый серверный процессор. Обработка некоторых приложений также может быть выгружена, особенно для сложного процесса, который требуется многим пользователям.Преимущество разгрузки: реализуется, когда вычислительная мощность сервера значительно превышает вычислительную мощность клиентской рабочей станции. Общие базы данных или специализированные коммуникационные интерфейсы лучше всего поддерживаются отдельными процессорами. Таким образом, клиентская рабочая станция доступна для обрабатывать другие клиентские задачи. Эти преимущества лучше всего реализуются, когда клиентская рабочая станция поддерживает многозадачность или, по крайней мере, простое и быстрое переключение задач. Сократить общее время выполнения Поиск в базе данных, обширные вычисления и выполнение хранимых процедур могут выполняться сервером параллельно, в то время как клиентская рабочая станция напрямую занимается текущими потребностями пользователя.Несколько серверов могут использоваться вместе, каждый из которых выполняет специфическая функция. Серверы могут быть многопроцессорными с общей памятью, что позволяет программам перекрывать функции LAN и функции поиска в базе данных. В целом повышенная мощность сервера позволяет ему выполнять свои функции быстрее, чем клиентская рабочая станция. Чтобы этот подход позволил сократить общее затраченное время, дополнительное время, необходимое для передачи запроса по сети на сервер, должно быть меньше, чем экономия.Топологии высокоскоростной локальной сети, работающие на 4, 10, 16 или 100 Мбит / с (мегабит в секунду) обеспечивают высокоскоростную связь для управления дополнительным трафиком за меньшее время, чем экономия, получаемая от сервера. Время для передачи запроса на сервер, выполнения запроса и передачи результата в запрашивающей стороны, должно быть меньше времени для выполнения всей транзакции на клиентской рабочей станции. Использование многозадачного клиента По мере того, как пользователи рабочих станций становятся более опытными, возможность одновременного участия в нескольких процессах становится привлекательной.Независимые задачи могут быть активированы для управления коммуникационными процессами, такими как электронная почта, электронные каналы из СМИ и биржа, а также удаленный сбор данных (загрузка с удаленных серверов). Могут быть активны персональные приложения для повышения производительности, такие как текстовые редакторы, электронные таблицы и презентационная графика. Некоторые из этих приложений могут быть динамически связаны друг с другом, чтобы обеспечить среду обработки информации рабочего стола. Такие функции, как динамический обмен данными (DDE) и связывание и встраивание объектов (OLE), позволяют динамически включать электронные таблицы в текстовые документы.Эти ссылки может быть hot , чтобы изменения в электронной таблице приводили к обновлению текстового документа, или они могут быть вырезаны и вставлены , чтобы текущий статус электронной таблицы был скопирован в текстовый документ. Системные разработчики ценят возможность параллельного создания, компиляции, компоновки и тестирования программ. Сложность, вносимая интегрированной средой CASE, требует одновременной активности нескольких процессов, поэтому рабочая станция не должна быть посвященный одной длительной функции.Для эффективного использования современных инструментов CASE и продуктов для разработки рабочих станций требуется клиентская рабочая станция, поддерживающая многозадачность. Как уменьшить сетевой трафик Чрезмерный сетевой трафик — одна из наиболее частых причин низкой производительности системы. Дизайнеры должны проявлять особую осторожность, чтобы избежать этой потенциальной катастрофы. Минимизация сетевых запросов В модели централизованного хоста сетевой трафик сводится к вводу и выводу экранов презентации.В модели клиент / сервер можно ввести значительно больший сетевой трафик, если не уделять детального внимания запрашивающий-серверный интерфейс. В модели файлового сервера, реализованной во многих продуктах баз данных, таких как dBASE IV, FoxPro, Access и Paradox, поиск обрабатывается на клиентской рабочей станции. Запросы уровня записи передаются на сервер, и вся фильтрация выполняется на рабочая станция. Это приводит к тому, что все строки, которые не могут быть явно отфильтрованы с помощью выбора первичного ключа, отправляются на клиентскую рабочую станцию ​​для отклонения.В большой базе данных это действие может быть драматичным. Записи, принадлежащие клиенту не может быть обновлен другим клиентом без конфликтов целостности. Транзакция в полете может блокировать записи на несколько часов, если пользователь-клиент покидает рабочую станцию, не завершив транзакцию. По этой причине модель файлового сервера ломается, когда есть много пользователей или когда база данных большая и требуется многоключевой доступ. Однако с появлением в реализации клиент-сервер конкретных продуктов сервера баз данных поисковый запрос упаковывается и отправляется на сервер базы данных для выполнения.Синтаксис SQL очень мощный и — в сочетании с сервером триггерная логика — позволяет выполнять на сервере всю логику выбора и отклонения. Такой подход гарантирует, что набор ответов возвращает только выбранные строки, и снижает объем трафика между сервером и клиентом в локальной сети. (Для поддержки модели клиент / сервер, продукты dBASE IV, FoxPro и Paradox были модернизированы в инструменты разработки SQL для серверов баз данных.) Преимущества в производительности, обеспечиваемые клиент-серверной моделью служб SQL, могут быть преодолены.Например, при использовании неквалифицированного SQL SELECT все строки, удовлетворяющие запросу, возвращаются клиенту для дальнейшего анализа. Минимально квалифицированный запросы, которые полагаются на логику программиста на рабочей станции для дальнейшего выбора, могут быть чрезвычайно опасными. Вполне возможно, что 1 миллион строк с сервера может быть возвращен клиенту только для того, чтобы клиент уменьшил его до 10 полезных строк. ПРИСОЕДИНИТЬСЯ Функция в SQL, которая приводит к логическому объединению нескольких таблиц в одну, может быть опасной, если пользователи не понимают работу механизма базы данных. Классическая проблема с динамическим SQL иллюстрируется запросом Oracle на СОЕДИНЕНИЕ 10-строчной таблицы на клиенте с 1-миллионной таблицей на сервере. В зависимости от формата запроса клиенту может быть передано либо 10 полезных строк, либо 1 могут быть переданы миллионы строк, так что бесполезные 999 990 могут быть отброшены. Вы можете возразить, что грамотный программист должен знать лучше; однако этот аргумент не работает, если запрашивающий является бизнес-аналитиком. Бизнес-аналитикам не следует Ожидается, что он сможет разобраться в тонкостях синтаксиса SQL.Их инструменты должны защищать их от этой сложности. (Некоторые СУБД сейчас делают свои оптимизаторы более интеллектуальными, чтобы справляться только с этими случаями. Поэтому важно не ограничиваться объемами транзакций, когда рассматривая механизмы СУБД.) Если ваши бизнес-требования требуют использования этих типов динамических запросов SQL, важно, чтобы при создании SDE на этапе определения архитектуры выбирались продукты, которые имеют сильную поддержку оптимизации запросов. Такие продукты, как Ingres, оптимизированы для этого типа запросов. Online Transaction Processing (OLTP) в модели клиент / сервер требует продуктов, которые используют представления, триггеры и хранимые процедуры. Такие продукты, как Sybase, Ellipse и Ingres, используют эти возможности на хост-сервере для выполнения соединения, применить редактирование логика перед обновлениями, вычисление виртуальных столбцов или выполнение сложных вычислений. Разумное использование OLTP может значительно уменьшить трафик между клиентом и сервером и использовать мощные возможности центрального процессора сервера. Многопроцессорные серверы с общим память доступна от таких поставщиков, как Compaq, Hewlett Packard и Sun.Это позволяет разделить выполнение между процессорами. Задачи с интенсивным использованием ЦП, такие как оптимизация запросов и хранимые процедуры, могут быть отделены от управления базой данных. процессы. Упрощение нагрузки на сетевые ресурсы Использование серверов приложений и баз данных для создания набора ответов, необходимого для манипуляций с клиентом, значительно сократит сетевой трафик. Нет смысла передавать данные клиенту, если они там будут отклонены.Максимальное снижение накладные расходы сети достигаются, когда клиенту возвращаются только данные, необходимые для заполнения экрана презентации. Централизованная работа, реализованная в средах миникомпьютеров и мэйнфреймов, требует взаимодействия каждого компьютера с пользователем. для передачи изображений экрана между хостом и рабочей станцией. Когда миникомпьютер или мэйнфрейм географически удален от клиентской рабочей станции, для перемещения изображения на экране вызываются службы WAN. Клиент-серверные приложения могут уменьшить дорогостоящие накладные расходы WAN за счет использования LAN для предоставления услуг локальной связи между клиентской рабочей станцией и сервером.Многие клиент-серверные приложения используют смешанные службы LAN и WAN: некоторая информация обрабатывается в LAN, а часть — в WAN. При разработке приложения необходимо оценивать требования каждого приложения, чтобы определить наиболее эффективное расположение серверов приложений и баз данных. Как сократить расходы Стоимость эксплуатации всегда является основным расчетным фактором. Правильный выбор технологии и распределение работ, которые необходимо выполнить, могут привести к значительному снижению затрат. Каждому пользователю мэйнфрейма требуется определенное количество дорогостоящего ЦП мэйнфрейма для выполнения клиентской части приложения. Каждый пользователь CICS использует циклы ЦП, дисковые очереди и D-RAM. Эти же ресурсы на порядки дешевле на рабочая станция. Если такая же или лучшая функциональность может быть обеспечена за счет использования рабочей станции в качестве клиента, может быть достигнута значительная экономия. Часто существующие рабочие станции, которые в настоящее время используются для личных приложений, таких как эмуляция терминала, электронная почта, обработка текста и электронные таблицы могут использоваться для критически важных приложений.Таким образом, дополнительные функции клиентской части нового приложения могут быть добавлены без покупки новой рабочей станции. В этом случае экономия средств разгрузка обработки на мэйнфрейме может быть существенной. Когда вы используете коммуникационный сервер в локальной сети, каждая клиентская рабочая станция не должна содержать аппаратное и программное обеспечение, необходимое для подключения к глобальной сети. Коммуникационные серверы могут обслуживать до 128 клиентов при стоимости примерно шести клиентов. коммуникационные карты и программное обеспечение.Несмотря на резкое снижение цены на D-RAM, компании по-прежнему будут нуждаться в существующих клиентских рабочих станциях. Эти устройства могут не поддерживать дальнейшие обновления D-RAM, или это может быть невозможно из-за перспектива обслуживания для обновления каждого устройства. Использование серверной технологии для обеспечения некоторых функций, предоставляемых в настоящее время на клиентской рабочей станции, освобождает ценную D-RAM для использования клиентскими приложениями. Это особенно ценно для Клиенты на базе DOS. Каждая из функций связи WAN и услуг LAN может быть выгружена в определенных реализациях.Использование серверов связи WAN имеет дополнительное преимущество, заключающееся в обеспечении большей функциональности выделенного сервера связи. Независимость поставщика Если функциональные возможности клиента и сервера четко разделены и используется доступ на основе стандартов, компоненты приложения могут быть в значительной степени независимыми от поставщика. Большинство организаций используют более дорогие и надежные рабочие станции обычных производителей. таких поставщиков, как Compaq, IBM, Apple, Sun или Hewlett-Packard для своих серверов.Другие организации рассматривают технологию клиентских рабочих станций как товар и выбирают более дешевое и, возможно, менее надежное оборудование поставщиков. Основные поставщики осознали эта тенденция, и мы предлагаем клиентские рабочие станции по конкурентоспособным ценам. Каждый из основных поставщиков снизил свои цены как минимум на 65 процентов в период с 1991 по 1993 год, в первую очередь в ответ на сокращение доли рынка клиентских рабочих станций. Споры о том, следует ли переходить от предложения дорогостоящей, но высококачественной линейки продуктов к предложению более конкурентоспособных товаров, травмировали отрасль в 1991 году, вынудив Compaq выбирать между сохранением своего основателя в качестве генерального директора или его заменой. с более осведомленным в финансовом отношении новичком. Произошедшая в результате встряска в отрасли привела к значительному сокращению числа поставщиков и делает использование клонов по традиционно низким ценам очень рискованным. Аппаратное обеспечение обычно может поддерживаться сторонними инженерами, но совместимость программного обеспечения серьезное беспокойство, поскольку организации обнаруживают, что они не могут устанавливать и запускать новые продукты. Тщательное использование запросов SQL и RPC позволяет использовать серверы баз данных и службы приложений независимо от поставщика ядра базы данных или платформы служб приложений.Как отмечалось ранее, операционная система и оборудование Платформа сервера может быть полностью независимой от клиентской платформы за счет правильного использования SDE. Однако использование этих технологий может значительно усложнить процесс разработки. Прекрасным примером этой независимости является переход таких продуктов, как FoxPro и Paradox, к использованию клиентских служб для вызова через SQL серверных функций, предоставляемых Sybase SQL Server. Недавний обзор продуктов для развития клиентов, которые поддержка продукта Sybase SQL Server идентифицировала 129 продуктов.Это результат открытости API, предоставляемого Sybase. Oracle также предоставила доступ к своему API и нескольким поставщикам, особенно Concentric Data Systems, SQL Solutions и DataEase — разработали интерфейсные продукты для использования с Oracle. ASK также осознает важность открытого доступа для покупателей и работает с такими поставщиками, как Fox и PowerBuilder, над переносом своих внешних интерфейсов на поддержку ядра базы данных Ingres. Приложение, разработанное для работы в режиме одного ПК или файлового сервера, может быть без изменений перенесено в реализацию клиент / сервер с использованием сервера базы данных.Sybase, Oracle и Ingres прозрачно работают под Windows NT, OS / 2 или UNIX на многих аппаратные платформы. При некотором внимании к дизайну удостоверение серверной платформы может быть прозрачным для пользователя или разработчика клиента. Несмотря на эту прекрасную возможность, программисты или производители часто устраняют эту прозрачность, внедряя UNIX-, Windows Особенности NT- или OS / 2 в реализацию. Хотя FoxPro может работать с SQL и Sybase, формат Xbase по умолчанию для доступа к базе данных не использует SQL и, следовательно, не предлагает этой независимости.Чтобы воспользоваться этой платформой прозрачность, организации должны вводить стандарты в свою практику разработки. Более быстрая доставка систем Некоторые поставщики программных продуктов и системной интеграции добились значительных успехов в использовании клиент-серверных платформ для разработки систем, полностью нацеленных на выполнение на мэйнфреймах. Эти рабочие станции разработчика часто являются первыми настоящими клиент-серверные приложения, внедренные многими организациями.Среда рабочей станции, доступность мощного многозадачного ЦП, однопользовательские базы данных и интегрированные инструменты тестирования — все это в совокупности обеспечивает разработчикам значительную продуктивность. улучшения в более дешевой среде. Наш анализ показывает, что организации, которые измеряют «реальную» стоимость вычислений на мэйнфреймах, оправдывают затраты на среду разработки рабочих станций за 3–12 месяцев. Разработка клиент-серверных приложений показывает значительное повышение производительности, когда программное обеспечение внедряется в SDE.Как отмечалось ранее, разработка на основе организационных стандартов обеспечивает основу для объектно-ориентированной разработки. методы и значительное повторное использование кода. Это особенно актуально в модели клиент / сервер, поскольку происходит естественное структурирование с разделением функций между клиентской и серверной средами. Повторное использование серверного приложения функциональность, база данных и сетевые службы прозрачны и почти автоматизированы. Поскольку приложения создаются без учета стандартных функциональных возможностей внешнего интерфейса, многие функции являются частью стандартного графического интерфейса пользователя и автоматически используются повторно. Меньшие и простые проблемы Клиент-серверные приложения часто участвуют в создании или анализе данных. В таких приложениях функциональность принадлежит одному или нескольким пользователям. Эти приложения часто можно создать с помощью стандартных настольных продуктов. с минимальным функционалом. Например, данные могут быть записаны непосредственно в форму, созданную с помощью средства разработки форм, отредактированы текстовым процессором и отправлены через систему электронной почты в приложение для управления записями.В конце концов, данные могут быть загружается на рабочую станцию ​​для анализа электронных таблиц. Меньше бюрократической инерции Мэйнфреймы обеспечивают стабильную и надежную среду, которая желательна и необходима для выполнения производственных задач. Такая же стабильность является проклятием для разработчиков, которым требуются быстрые изменения в своих тестовых средах. Рабочая среда предпочтительнее потому что это личное и отвечает приоритетам пользователя.Разработчики могут вносить изменения в своем собственном темпе, а затем справляться с бюрократией мэйнфреймов, если и когда приложение будет запущено в производство в среде мэйнфрейма. Многие пользователи обычно запускают приложения на мэйнфрейме. Изменения, внесенные в такие приложения, затрагивают всех их пользователей. В некоторых случаях весь мэйнфрейм может быть недоступен во время реализации нового приложения. Реконфигурация сети, Утилиты баз данных, определение приложений и обслуживание системного программного обеспечения — все это может повлиять на пользователей, помимо тех, кто непосредственно вовлечен в изменение.Неловко переносить только часть пользователей из предыдущей реализации в новую. Как правило, обновление требуется всем или ни одному из пользователей. Этот процесс изменения требует тщательного и всеобъемлющего тестирования и тщательного контроля за переходом к производству. Среда клиент / сервер обеспечивает большую гибкость для поэтапного внедрения новой производственной среды. Приложение реплицируется во многих разных местах, поэтому пользователи могут внедрять новое программное обеспечение индивидуально, а не все сразу. однажды.Эта среда добавляет дополнительные и значительные сложности, связанные с множественными обновлениями. Теперь доступны новые продукты от таких поставщиков, как Synchrony, Hewlett-Packard и IBM, которые автоматизируют и контролируют эту функцию. Клиент-серверные приложения рабочей группы часто используются меньшим числом пользователей. Эти пользователи могут напрямую поддерживаться разработчиком сразу после внедрения. Исправления можно вносить и вносить повторно. Это не означает, что в Процедуры изменения мира клиент / сервер и управления производством не требуются, только потому, что они могут быть менее обременительными для приложений рабочей группы.Для корпоративных приложений, внедряемых по всей корпорации, потребуется удаленное управление локальной сетью. Оставить комментарий Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт