1.0 Архитектура «Клиент-сервер»
А. Архитектура клиент-сервер (Client-server architecture) - архитектура распределенной вычислительной системы, в которой приложение делится на клиентский и серверный процессы. В зависимости от того, как распределены логические компоненты приложения между клиентами и серверами, различают четыре модели архитектуры клиент-сервер: модель "файл-сервер"; модель "сервер базы данных"; модель "сервер транзакций"; модель "сервер приложений". Модуль-клиент (программа), установленный на ПК пользователя, запрашивает сервис у модуля-сервера (программы), расположенного на другом компьютере. Двухзвенная модель (two-tier model) - система "клиент-сервер", в которую входят компьютеры клиента и сервера. Клиент запрашивает данные у сервера, а сервер предоставляет данные. Большинство систем "клиент-сервер" построены с использованием этой модели, но двухзвенные модели способны обеспечить работу лишь ограниченного числа клиентов. 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. Сервер — это программа, представляющая какие-то услуги другим программам. Примеры серверов — вебсервер Apache, серверы баз данных — MySQL, ORACLE, сетевые файловые системы и принтера Windows. Клиент — это программа, использующая услугу, представляемую программой сервера. Примеры клиентов —MSIE (MS Internet Explorer), клиент ICQ. Б. Неработоспособность сервера может сделать неработоспособной всю вычислительную сеть. Поддержка работы данной системы, требует отдельного специалиста - системного администратора. Высокая стоимость оборудования.
В. Делает возможным распределить функции 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 защищён 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.
Г. примеры протоколов: FTP (File Transfer Protocol) HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) IP (Internet Protocol) MySQL Client/Server Protocol. протоколы может быть разных уровней: HTTP — протокол прикладного (седьмого — самого высокого) уровня, а IP — протокол сетевого (третьего) уровня.
1.1. Трёхуровневая архитектура
Часть А. 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.
Трёхуровневая архитектура (англ. three-tier или Multitier architecture) предполагает наличие следующих компонентов приложения: клиентское приложение, подключенное к серверу приложений, который в свою очередь подключен к серверу базы данных.
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 выполнени программы. C помощью трехзвенной модели разработчики могут обеспечивать работу намного большего числа клиентов, чем при использовании двухзвенной модели.
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).
Терминал — это интерфейсный компонент, который представляет первый уровень, собственно приложение для конечного пользователя. Первый уровень не должен иметь прямых связей с базой данных, быть нагруженным основной бизнес-логикой и хранить состояние приложения. На первый уровень может быть вынесена и обычно выносится простейшая бизнес-логика: интерфейс авторизации, алгоритмы шифрования, проверка вводимых значений на допустимость и соответствие формату, несложные операции (сортировка, группировка, подсчет значений) с данными, уже загруженными на терминал.
Сервер приложений располагается на втором уровне. На втором уровне сосредоточена большая часть бизнес-логики. Вне его остаются фрагменты, экспортируемые на терминалы а также погруженные в третий уровень хранимые процедуры и триггеры.
Сервер базы данных обеспечивает хранение данных и выносится на третий уровень. Обычно это стандартная реляционная или объектно-ориентированная СУБД. Если третий уровень представляет собой базу данных вместе с хранимыми процедурами, триггерами и схемой, описывающей приложение в терминах реляционной модели, то второй уровень строится как программный интерфейс, связывающий клиентские компоненты с прикладной логикой базы данных.
Б. недостатки трёхуровневой архитектуры: более высокая сложность создания приложений; сложнее в разворачивании и администрировании; высокие требования к производительности серверов приложений и сервера базы данных, а, значит, и высокая стоимость серверного оборудования; высокие требования к скорости канала (сети) между сервером базы данных и серверами приложений.
В. достоинства трёхуровневой архитектуры: масштабируемость; конфигурируемость — изолированность уровней друг от друга позволяет быстро и простыми средствами переконфигурировать систему при возникновении сбоев или при плановом обслуживании на одном из уровней; высокая безопасность; высокая надёжность; низкие требования к скорости канала (сети) между терминалами и сервером приложений; низкие
требования к производительности и техническим характеристикам терминалов, как следствие снижение их стоимости.
Часть Г. Пример трёхзвенной архитектуры клиент-сервер; Компоненты трёхзвенной архитектуры, с точки зрения программного обеспечения реализуют определенные сервера БД, web-сервера и браузеры. Место любого из этих компонентов может занять программное обеспечение любого производителя. Ниже представлено описание взаимодействия компонентов трехуровневой архитектуры клиент-серверного приложения. Сервер БД представлен MySQL-сервером; сервер приложений технологиями: ADO.NET, ASP.NET и web-сервером IIS; роль клиента выполняет любой web-браузер.
Браузер клиента 1-> Сервер IIS 2-> Исполняющая среда ASP.NET 2.0 3-> Провайдер данных ADO.NET 2.0 4-> Сервер MySQL 5-> Провайдер данных ADO.NET 2.0 6-> Исполняющая среда ASP.NET 2.0 7-> Сервер IIS 8-> Браузер клиента
1 — браузер клиента отправляет HTTP-запрос; 2 — на стороне сервера служба Web Internet Information Server (web-сервер IIS) определяет тип запрашиваемого ресурса, и для случая запроса *.aspx (расширение файлов страниц ASP.NET) загружает соответствующее ему (запросу) расширение Internet Server Aplication Programming Interface (ISAPI). Для страниц aspx это расширение isapi_aspnet.dll. IIS также осуществляет идентификацию и авторизацию пользователя от которого поступил запрос. В свою очередь расширение isapi_aspnet.dll загружает фабрику обработчиков ASP.NET. Далее, фабрика обработчиков создает объектную модель запрашиваемой страницы и обрабатывает действия пользователя. 3 — в ходе генерации ответа приложению ASP.NET может потребоваться обращение к БД, в этом случае используя библиотеки классов провайдера данных ADO.NET 2.0, выполняющая среда обращается к серверу БД; 4 — провайдер данных ADO.NET 2.0 передает запрос на операцию с БД серверу MySQL; 5 — сервер MySQL осуществляет обработку запроса, выполняя соответствующие операции с БД ; 6 — провайдер данных ADO.NET 2.0 передает результаты запроса объекту страницы; 7 — объект страницы с учетом полученных данных осуществляет рендеринг графического интерфейса страницы и направляет результаты в выходной поток; 8 — сервер IIS отправляет содержимое сгенерированной страницы клиентскому браузеру.