Клиенты и серверы глобальной компьютерной сети

Высокоуровневое взаимодействие. Клиент-серверные, одноранговые и гибридные сети

Основное назначение компьютерных сетей — осуществление интерактивной связи между узлами для совместного использования ресурсов. Сетевые ресурсы — это данные, приложения и периферийные устройства. Доступ к сетевым ресурсам может быть централизованным (клиент-серверная модель), децентрализованным (одноранговая модель) и гибридным (частично централизованным).

Сети на основе сервера

Сеть на основе сервера (серверов) представляет собой распределенную систему, компонентами которой являются клиенты, запрашивающие некоторые ресурсы или сервисы, и серверы, их представляющие (рис. 1).

Рис. 1. Структура сети на основе выделенного сервера

Здесь, сервер — это высокопроизводительный компьютер, обслуживающий клиентсткие подключения. Такое определение является не полным и не отражает всего смысла клиент-серверной архитектуры, но широко используется при проектировании и реализации компьютерных сетей.

Выделенный сервер (dedicated server) выполняет специальные, серверные, приложения (в Windows — службы, в UNIX — демоны), которые представляют определенные услуги: доступ к данным, обмен сообщениями, удаленный запуск приложений и т.п.

Сетевые ресурсы в такой сети концентрируются на сервере, он же представляет услугицентрализованного управления этими ресурсами.

Клиентами сети на основе сервера являются компьютеры пользователей, которые обращаются к серверу за услугами по решению прикладных задач, таких как работа с общими файлами, отправка и получение электронной почты, ресурсоемкие вычисления, доступ в Интернет и т.п.

В зависимости от задач и принятой модели клиент-серверного взаимодействия, требования к вычислительной мощности клиентов и серверов могут изменяться в очень широком диапазоне.

Общим недостатком сетей на основе сервера, как и всех централизованных систем, является то, что неполадки на сервере ставят под угрозу работоспособность всей сети. Так, например, слишком большое число клиентских подключений может привести к неправильному функционированию или полному отключению сервера. Киберпреступники используют такую тактику в сетевых атаках типа DDoS (Distributed Deny of Service, — анг., распределенный отказ в обслуживании).

Типы серверов

В качестве примера, перечислим некоторые виды серверов, используемых в глобальной и локальных сетях:

• Файловый сервер — предназначен для хранения и совместного использования файлов, доступ к которым осуществляется по сети.
• Сервер печати (принт-сервер) — обеспечивает пользователей возможностью распечатки документов на сетевом принтере.
• Почтовый сервер — обслуживает процессы передачи электронных сообщений между пользователями сети.
• Коммуникационный сервер — управляет трафиком между узлами локальной сети и удаленными узлами.

Одноранговые сети

Одноранговая сеть представляет собой распределенную среду, в которой все узлы равноправны. Компьютеры такой сети могут функционировать как в качестве клиентов, так и серверов (рис. 2). Пользователи одноранговой сети самостоятельно решают, какие ресурсы (в первую очередь файловые) на своем компьютере сделать общедоступными по сети. Децентрализованное управление ресурсами требует от пользователей повышенного уровня компьютерной грамотности, чтобы работать и как пользователю, и как администратору своего компьютера. Рис. 2. Структура одноранговой сети В 90-е годы XX века под одноранговой сетью понималась небольшая локальная сеть на 10-30 компьютеров с децентрализованным управлением — рабочая группа. Развитие Интернет привело к появлению протоколов одноранговых сетей глобального масштаба («пиринговых» сетей, от анг. peer— равный, см. peer-to-peer).

Источник

Глава 4. Модель «клиент-сервер» и её реализация в компьютерных сетях

Для понимания материала этой главы необходимы знания по компьютерным сетям, изложенные в предыдущей главе, а также общие понятия о вычислительной технике, изложенные в главе 1.

4.1. Определение модели «клиент-сервер»

Клиент-сервер — это модель взаимодействия процессов в вычислительной системе, при которой один процесс (клиент) делает запрос, другой процесс (сервер) его обрабатывает и возвращает первому ответ или предоставляет определенную услугу в виде вычислений, каких-либо данных и т.п.

Чаще всего процесс-клиент запускается на одном компьютере, процесс-сервер — на другом.

В общем виде модель представлена на рис. 13.

Рис. 13 Модель «клиент-сервер»

Также клиентом (рабочей станцией) в двухранговой компьютерной сети называется компьютер, на котором преобладают процессы-клиенты, а сервером — компьютер, на котором преобладают процессы-серверы. В процессе работы сети компьютер-сервер и компьютер-клиент могут меняться ролями. Любой компьютер может одновременно быть клиентом и сервером для различных видов услуг.

Требования надежности, скорости и отказоустойчивости у серверов выше, чем у рабочих станций. Среднее время простоя современных серверов может достигать всего несколько минут в год.

4.2. Виды сетевых служб

Несмотря на то, что технологии «клиент-сервер» применима как в централизованных, так и в распределенных вычислительных системах, она достигла популярности именно в компьютерных сетях.

Сетевая служба (сервис) — это определенный вид обслуживания, предоставляемый сервером.

Сетевые службы занимаются предоставлением:

• совместно используемых аппаратных ресурсов — процессорного времени, памяти, диска, принтеров;
• различных сетевых услуг — обрабатывают и предоставляют различную информацию.

Источник

Компьютерные сети. Технология «Клиент – Сервер». Классификация компьютерных сетей.

Компьютерная (вычислительная) сеть (КС) – это совокупность нескольких ЭВМ или вычислительных систем, объединенных между собой средствами телекоммуникаций в целях эффективного использования вычислительных и информационных ресурсов при выполнении информационно-вычислительных работ.

В зависимости от территориального расположения абонентов компьютерные сети делятся на:

· локальные (LAN–LocalAreaNetwork) — вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. К классу локальных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, офисов и т.д.;

· региональные (MAN–MetropolitanAreaNetwork) — вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов большого города, экономического региона, отдельной страны;

· глобальные (WAN–WideAreaNetwork) — вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Глобальные вычислительные сети позволяют решить проблему объединения информационных ресурсов человечества и организации доступа к этим ресурсам.

Локальная сеть (ЛС) — несколько компьютеров, подключенных друг к другу и сосредоточенных на небольшом пространстве (комната, помещение, здание, группа зданий).

В качестве передающей среды используются коаксиальные кабели. Высокая скорость обмена — от 1 Мбит/с до 100 Мбит/с.

Региональные сети охватывают группу зданий и реализуются на оптоволоконных или широкополосных кабелях. По своим характеристикам они являются промежуточными между локальными и глобальными сетями.

Глобальная сеть — это протяженная коммуникационная сеть связи, работа в которой обеспечивается с помощью телекоммуникационных компаний.

Основными ячейками глобальной сети являются локальные вычислительные сети . При этом локальные сети могут входить как компоненты в состав региональной сети, региональ­ные сети — в состав глобальной сети.

Сетевая топология (от греч. τόπος, — место) — способ описания конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых устройств. Топология это схема соединения каналами связи компьютеров или узлов сети между собой.

Полносвязная топология – каждый компьютер связан со всеми остальными. Громоздкий и неэффективный вариант, т.к. каждый компьютер должен иметь большое кол-во коммуникационных портов.

Ячеистая топология – получается из полносвязной путем удаления некоторых связей. Непосредственно связываются только те компьютеры, между которыми происходит интенсивный обмен данными. Даная топология характерна для глобальных сетей.

Общая шина – до недавнего времени самая распространенная топология для локальных сетей. Компьютеры подключаются к одному коаксиальному кабелю. Дешевый и простой способ, недостатки – низкая надежность. Дефект кабеля парализует всю сеть. Дефект коаксиального разъема редкостью не является.

Кольцевая топология – данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому, если компьютер распознает данные как свои, он копирует их себе во внутренний буфер.

Топология Звезда – каждый компьютер отдельным кабелем подключается к общему устройству – концентрат (хаб) . Главное преимущество перед общей шиной – большая надежность. Недостаток – высокая стоимость оборудования и ограниченное кол-во узлов в сети (т.к. концентрат имеет ограниченное число портов).

Иерархическая Звезда (древовидная топология, снежинка) – топология типа звезды, но используется несколько концентратов, иерархически соединенных между собой связями типа звезда. Самый распространенный способ связей как в локальных сетях, так и в глобальных.

Технология «Клиент-Сервер»

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.

Технология «Клиент-Сервер»

• Большое обилие готовых СУБД, имеющих SQL-интерфейсы.

• Унификация интерфейса «клиент-сервер» в виде языка SQL.

• Высокая производительность, стабильность и надежность при многопользовательской работе.

• Легко организуется защита данных (шифрование сетевого трафика SSH, SSL).

• Универсальность языка определения и манипулирования данными.

• Перенос компонента представления и прикладного компонента на клиентский ПК существенно разгружает сервер БД, сводя к минимуму общее число процессов в ОС.

• Процессор сервера целиком загружается операциями обработки данных, запросов и транзакций.

Технология «Клиент-Сервер»

• Резко уменьшается загрузка сети, запросы на ввод-вывод и на SQL уменьшаются в объеме, т.е. в ответ на запросы клиент получает только данные, удовлетворяющие данному запросу.

• Унификация интерфейса клиент-сервер.

• Стандартным при обращении приложения клиента и сервера становится язык SQL.

• Снижение нагрузки на машины сервера и клиентов.

• Снижение сетевого трафика и повышение эффективности обработки за счет оптимизации и буферизации ввода-вывода.

• Защита данных средствами СУБД, позволяющая блокировать не разрешенные пользователю действия.

• Сервер реализует управление транзакциями и может блокировать попытки одновременного изменения одних и тех же записей.

Технология «Клиент-Сервер»

• Более высокая цена СУБД (сервер БД продается отдельно).

• Достаточно высокие требования к квалификации разработчиков.

• Навыки администрирования сервера БД.

• Повышенные требования к пропускной способности сети.

• Повышенные требования к клиентским местам (на них выполняется высокая загрузка систем передачи данных.

• Неудобны с точки зрения разработки, модификации и сопровождения.

• Запросы на SQL при интерактивной работе клиента могут существенно загрузить сеть.

это усложняет клиентское приложение. Бизнес-логика функциональной обработки и представление данных могут быть одинаковыми для нескольких клиентских приложений, что увеличивает потребности в ресурсах (повторение кода программ и запросов). Бизнес-правила функциональной обработки, сосредоточенные на клиентской части, могут быть противоречивыми. » width=»640″

Технология «Клиент-Сервер»

• На клиенте располагаются PL и BL, и если при повторении аналогичных функций в различных приложениях (других клиентов) их код должен быть повторен для каждого клиентского приложения, следовательно, дублирование кода приложения.

• Сервер в этой модели играет пассивную роль, поэтому функции управления информационными ресурсами должны выполняться на клиенте = это усложняет клиентское приложение.

• Бизнес-логика функциональной обработки и представление данных могут быть одинаковыми для нескольких клиентских приложений, что увеличивает потребности в ресурсах (повторение кода программ и запросов).

• Бизнес-правила функциональной обработки, сосредоточенные на клиентской части, могут быть противоречивыми.

Источник