Architectural pattern

Основная идея клиент-сервер состоит в разделении сетевого приложения на несколько компонентов, каждый из которых реализует специфический набор сервисов и обеспечивает совместный доступ к одной и той же информации из разных мест одновременно.

Компоненты такого приложения могут выполняться на разных вычислительных системах, выполняя серверные и/или клиентские функции. Это позволяет повысить надежность, безопасность и производительность сетевых приложений и сети в целом.

Изначально представляли доступ к гипертекстовым документам по протоколу HTTP (HyperText Transfer Protocol).

Сейчас поддерживают расширенные возможности, в частности работу с бинарными файлами: изображения, мультимедиа и т.п.

Например:

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 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 представляет пользователям доступ к ней.

Как правило, файл-сервер обеспечивает и определенный уровень защиты от несанкционированного доступа.

Представляют услуги по отправке и получению электронных почтовых сообщений.

Представляют услуги по отправке и получению мгновенных сообщений.

Двухуровневая архитектура используется в клиент-серверных системах, где сервер отвечает на клиентские запросы напрямую и в полном объеме, при этом используя только собственные ресурсы.

Т.е. сервер не вызывает сторонние сетевые приложения и не обращается к сторонним ресурсам для выполнения какой-либо части запроса.

Типичным сервером для двухуровневой архитектуры является сервер БД.

Представление данных — на стороне клиента.

Прикладной компонент — на выделенном сервере приложений (как вариант, выполняющем функции промежуточного ПО).

Управление ресурсами — на сервере БД, который и представляет запрашиваемые данные.

Серверами 2-го уровня, как правило, являются балансировщики, диспетчеры, шлюзы различных видов и т.п.

На 3-м и последующих уровнях, как правило, располагаются сервера приложений, web-сервера и т.п.

Последний уровень, как правило, различные сервера-поставщики данных (БД, web-сервисами и т.п.)

Двухуровневая архитектура проще, так как:

Менее надежна и предъявляет повышенные требования к производительности сервера.

Трехуровневая архитектура сложнее как в разработке, так и эксплуатации.

Эта архитектура представляет:

Централизация

Защита информации

сервер терминалов — распределенное представление данных;

файл-сервер — доступ к удаленной базе данных и файловым ресурсам;

сервер БД — удаленное представление данных;

сервер приложений — удаленное приложение.

Этот термин определяет клиента, вычислительных ресурсов которого достаточно лишь для запуска необходимого сетевого приложения через web-интерфейс.

Пользовательский интерфейс такого приложения формируется, например, средствами HTML и 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".

Программно-аппаратной платформой такого клиента является рабочая станция или персональный компьютер, работающие под управлением собственной дисковой операционной системы и имеющие необходимый набор программного обеспечения.

Непосредственно же под толстым клиентом подразумевается клиентское сетевое приложение, запущенное под управлением локальной ОС.

Такое приложение совмещает компонент представления данных и компонент прикладной логики.

Сервер приложений — это сервисная программа, которая обеспечивает доступ клиентов к прикладным программам, выполняющимся на сервере.

Сервер приложений обычно выделяется как среднее звено в трехуровневой (многоуровневой) клиент-серверной архитектуре

Сервер приложений предоставляет среду, в которой прикладные программы могут работать, независимо от того, что и как именно они делают.

Серверы терминалов представляют среду для удаленного выполнения программ, в качестве которой выступает сама операционная система.

Доступ к ним осуществляется по протоколам удаленного управления (telnet, ssh, RDP, VNC и т. п.) из клиентского ПО (эмулятор терминала, средства управления удаленным рабочим столом и т.п.)

Управление запущенной программой выполняется через эмулируемый на клиенте пользовательский интерфейс (текстовый или графический) операционной системы.

На серверной стороне взаимодействие программ с ОС реализуется через системные вызовы.

Управление также осуществляется средствами операционной системы.

Разработка может вестись на любом языке, доступном в конкретной ОС.

Общий шлюзовой интерфейс (CGI) — технология доступа к приложениям через веб-сервер.

Отличия от сервера терминалов здесь в том, что пользовательский интерфейс предоставляется в виде веб-страниц.

Запросы веб-клиентов, обращенные к программам, размещенным в выделенном каталоге (как правило cgi или cgi-bin) перенаправляются на их вход через стандартный поток ввода (stdin).

Результаты выполнения в виде гипертекста приложение возвращает веб-серверу через stdout.

Контейнер сервлетов — один из архитектурных компонентов J2EE, представляющий окружение для выполнения сервлетов.

Сервлет — это Java-приложение, выполняющееся на стороне сервера (в отличие от апплета).

Контейнер сервлетов может работать как полноценный самостоятельный сервер, но чаще используется совместно с другим серверным ПО.

Обеспечивает обмен данными между сервлетом и клиентами, берёт на себя выполнение таких функций, как создание программной среды для функционирующего сервлета, идентификацию и авторизацию клиентов, организацию сессии для каждого из них.

Сервер приложений J2EE — реализация системы в соответствии со спецификацией J2EE, обеспечивающая работу модулей с логикой конкретного приложения.

Включает в себя как минимум следующие сервисы:

Включает в себя как минимум следующие сервисы:

Язык Python, получивший популярность во многом благодаря Google, является основным средством разработки для сервера веб-приложений Zope.

Для сценариев на языке PHP, широко используемом для создания веб-сайтов, компания Zend Technologies (разработчик самого языка PHP) создала сервер приложений Zend Server.

Компания Microsoft представляет собственные решения для поддержки бизнес-логики и сервисной инфрастуктуры на основе ОС Windows Server и технологии .NET Framework. Основным средством разработки является язык C#. В качестве сервера приложений/WEB сервера выступает IIS.

реализация и поддержка выполнения бизнес-логики

прозрачный доступ к другим сетевым сервисам и приложениям;

обеспечение независимости функционирования от других сетевых сервисов;

обеспечение высокой надежности и постоянной готовности.

Программное обеспечение для межпрограммного взаимодействия

Программное обеспечение доступа к базам данных.

Remote Procedure Call - Вызов удаленных процедур- RPC

Развитие RPC привело к появлению web-сервисов

Message-Oriented Middleware - MOM - Сервисы обработки сообщений

надежная доставка сообщений (reliable message delivery) — система MOM гарантирует, что в процессе обмена ни одно сообщение не будет утеряно;

гарантированная доставка сообщений (guaranteed message delivery) — сообщение доставляется адресату немедленно или через заданный промежуток времени, не превышающий определенного значения (в случае, если сеть в данный момент не доступна);

застрахованная доставка сообщений (assured message delivery) — каждое сообщение доставляется один раз.

Transaction Processing monitors - TP-monitors - Мониторы обработки транзакций

Атомарность (Atomicity) – операции транзакции образуют неделимый, атомарный блок, который либо выполняется от начала до конца, либо не выполняется вообще. При невозможности выполнения транзакции происходит откат к исходному состоянию;

Согласованность (Consistency) – по завершении транзакции все задействованные ресурсы находятся в предопределенном и согласованном состоянии;

Изолированность (Isolation) – одновременный доступ транзакций различных приложений к разделяемым ресурсам координируется таким образом, чтобы исключить их влияние друг на друга;

Устойчивость (Durability) – независимо от проблем на нижних уровнях (к примеру, обесточивание системы или сбои в оборудовании) изменения, сделанные успешно завершённой транзакцией, должны остаться сохранёнными после возвращения системы в работу

Distributed object systems - Распределенные объектные системы

CORBA (Common Object Request Broker Architecture, типовая архитектура брокера объектных запросов) — открытый стандарт, разработанный группой Object Management Group (OMG), который определяет интерфейсы между сетевыми объектами, позволяющие им работать совместно.

Брокеры объектных запросов (object request brokers, ORB), созданные в соответствии с CORBA, представляют интерфейсы для разработки объектно-ориентированных систем «клиент-сервер».

Microsoft COM (Component Object Model, компонентная объектная модель) — это семейство технологий, предназначенных для организации взаимодействия Windows-приложений (см. MSDN: The Component Object Model). В это семейство входят COM+, DCOM (Distributed COM) и ActiveX Controls. Microsoft позиционирует COM как платформу для разработки повторно используемых (re-usable) компонентов приложений. В случае DCOM — компонентов распределенных клиент-серверных систем.

EJB (Enterprise JavaBeans) — технология, разработанная Sun Microsystems для корпоративных решений на платформе Java EE. Спецификация EJB описывает архитектуру серверных компонентов и порядок их использования в клиент-серверных приложениях. Эта технология упрощает разработку распределенных систем на основе Java и обеспечивает наибольшую переносимость Java-приложений.

Поддержка стандартов языка SQL.

Поддержка встроенного языка хранимых процедур (PL/SQL, T-SQL).

Средства СУБД, позволяющие выполнять импорт данных из внешних источников.

Open DataBase Connectivity - ODBC - открытое соединение с БД

Event-Driven Architecture - EDA - событийно-управляемая архитектура

Это концепция управления корпоративной информационной системой на основе событий, возникающих в бизнес-процессе.

Distributed Query Broker - DQB - брокер распределенных запросов

Децентрализованное (в отличие от EDA) решение для доступа к БД на основе ORB.