Преимущества архитектуры клиент-сервер

Суть использования систем с архитектурой клиент-сервер в том, чтобы повысить мощность системы, не наращивая производительность одного компьютера, а суммируя средства многих. Используя множество небольших компьютеров, разработчики систем клиент-сервер могут эмулировать вычислительную мощность больших ЭВМ, распределенную прикладную задачу по различным микрокомпьютерам и серверам. Каждый из них берет на себя свою часть вычислительной нагрузки, используя информацию совместно с другими процессорами сети.

Быстродействие - основной фактор целесообразности разработки систем для архитектуры клиент-сервер. Применение средств быстрой разработки программ (Rapid Application Development - RAD), таких, как Delphi компании Borland, PowerBuilder фирмы PowerSoft и Visual Basic корпорации Microsoft [2-3,5,1], позволяет разработчикам создавать прикладные системы для архитектуры клиент-сервер в рекордно короткие сроки. Технология серверов баз данных также становится проще в использовании и сочетается в одних системах со средствами RAD.

Привлекательность графического интерфейса пользователя (ГИП) - еще один фактор, распространения применения архитектуры клиент-сервер. К преимуществам прикладных программ клиент-сервер относятся также простота использования и удобство для пользователей, работающих с такими ГИП, как Windows 2000, Windows NT/XP и OS/2 Warp.

Основные понятия и компоненты архитектуры

Клиент-сервер (client/server) - модель вычислений, в которой нагрузка по обработке прикладных программ распределяется между компьютером-клиентом и компьютером-сервером, совместно использующим информацию с помощью сети. Производительность при использовании модели "клиент-сервер" выше обычного, так как клиент и сервер делят между собой нагрузку по обработке данных.

Существуют три основных программных компонента архитектуры клиент-сервер: программное обеспечение (ПО) конечного пользователя, промежуточное обеспечение и ПО сервера.

Обычно клиентом служит настольный ПК, выполняющий программное обеспечение конечного пользователя. Программное обеспечение (ПО) конечного пользователя (front-end software) - это любая прикладная программа или пакет, способные направлять запросы по сети серверу и обрабатывать получаемую в ответ информацию. Сервер, в свою очередь, получает запросы и предпринимает действия от имени клиента.

Сердце большинства систем клиент-сервер - серверы баз данных, обеспечивающие надежный доступ к разделяемым данным для программ-клиентов, которые обращаются к функциям СУБД. Обычно клиенты по вычислительной сети посылают запросы серверу в форме предложений на языке SQL. Сервер интерпретирует и выполняет запросы и передает клиенту затребованные данные для обработки их программой клиента.

Промежуточное обеспечение (middleware) - это та часть системы клиент-сервер, которая связывает ПО конечного пользователя с сервером и помещается между клиентом и сервером. Существуют разнообразные варианты этого ПО, но все они выполняют одну задачу: освобождение прикладных программ от сложного взаимодействия с OC, сетевыми протоколами и серверами ресурсов.

Промежуточное обеспечение начинается с API-клиента, который может осуществлять дистанционный вызов сервисных функций. Оно управляет передачей запроса и получением ответа, хотя и не обеспечивает реально таких функций, как интерфейс и обработка данных на сервере.

К категории промежуточного обеспечения относятся также промежуточное обеспечение СУБД; мониторы обработки транзакций (TP); вызовы удаленных процедур (RPC); программы, ориентированные на обработку сообщений (Message-oriented middleware - MOM), и брокеры (посредники) объектных запросов (ORB).

Два основных типа промежуточного обеспечения - это собственное промежуточное обеспечение СУБД и основное промежуточное обеспечение баз данных. Собственное промежуточное обеспечение СУБД - это собственный механизм доступа для конкретного сервера баз данных. Основное промежуточное обеспечение баз данных, например, интерфейс открытое подключение баз данных ( Open Database Connectivity - ODBC) корпорации Microsoft, позволяет программам "общаться" на разных диалектах SQL, сетевых протоколов и собственных API, используя общие интерфейсы.

Рассмотрим взаимодействие программного обеспечения сервера и клиентов на примере использования MS SQL Server в качестве сервера баз данных (рис. 1).

Рис. 1. Взаимодействие программного обеспечения сервера и клиентов

На компьютере сервера запускается программное обеспечение сервера базы данных MS SQL Server [8-9]. Программное обеспечение клиента базы данных MS SQL Server может быть так же запущено с компьютера сервера. Компьютер клиента, работающий под управлением какой-либо ОС (Windows 9Х/2000, Windows NT Server, Windows NT Workstation), запускает клиентское приложение SQL Server. Это приложение посылает запросы на SQL Server, принадлежащий компьютеру сервера, который работает под управлением ОС Windows 9Х/2000, Windows NT Server или Windows Server 2000 и запускает все типы приложений, включая приложение клиента и сервера.

Звенья

В конструкции систем клиент-сервер используется нескольких звеньев.

Традиционно при разработке систем клиент-сервер для разделения вычислительной нагрузки используются только два звена - клиент и сервер. Эта модель называется д вухзвенной моделью (two-tier model). Хотя и клиент, и сервер могут находиться на одном и том же компьютере, большинство систем этой архитектуры запускают клиентский процесс на одном компьютере, а процесс-сервер на другом, используя для обмена информацией сетевые связи. В этой модели один процесс может работать независимо от другого, выполнять определенные задания и разделять вычислительную нагрузку. Как правило, в двухзвенной системе большую часть логики программы разработчики помещают на системе клиента, используя сервер только для обслуживания данных. Этот тип конфигурации известен также как модель "толстый клиент - тонкий сервер".

Двухзвенные программы клиент-сервер просты в понимании, построении и обслуживании. Большинство систем "клиент-сервер" построены с использованием этой модели, но двухзвенные модели способны обеспечить работу лишь ограниченного числа клиентов. Поэтому эту модель невозможно масштабировать до уровня предприятия. Иными словами, двухзвенная архитектура не может обеспечивать работу тысяч пользователей с программами, установленными на предприятии, и в результате для этих целей применяются большие ЭВМ.

Для того чтобы обеспечить работу при больших вычислительных нагрузках, применяются трех- или многозвенные архитектуры. Это означает, что программа клиент- сервер распределяется по дополнительным процессорам или звеньям, обеспечивающим дополнительную вычислительную мощность.

Трехзвенная модель (three-tier model) - система "клиент-сервер", в которой промежуточное звено (компьютер) помещается между компьютером-клиентом и компьютером-сервером двухзвенной модели. Промежуточное звено, обычно работающее как монитор обработки транзакций (TP) или брокер объектных запросов, предоставляет другое место для выполнения программы. C помощью трехзвенной модели разработчики могут обеспечивать работу намного большего числа клиентов, чем при использовании двухзвенной модели.

При создании многозвенных программ разработчики используют TP-мониторы, средства разделения прикладных программ или распределенные объекты. За повышение производительности при использовании многозвенной архитектуры клиент-сервер разработчикам приходится расплачиваться дополнительными сложностями и большими затратами времени при ее создании и множеством проблем, связанных с интеграцией.

Дата добавления: 2015-07-08