1.2 Архитектура "клиент-сервер"

Сеть ЭВМ (компьютерная сеть, или вычислительная сеть - ВС) - это совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обра­ботки данных, совместного использования общих информационных и вычисли­тельных ресурсов.

Часто возникает путаница между распределенными системами и сетями ЭВМ. Работая с распределенной системой, пользователь может не иметь ни малейшего представления на каких процессорах, где, с использованием конкретно каких физических ресурсов будет исполняться его программа. В сети, поскольку все машины там автономны, пользователь должен делать все явно. Основное различие между этими системами лежит в организации их программного обеспечения. И там и там происходит передача информации. В сети - пользователь, в распределенной системе - система.

Распределенные вычисления в компьютерных сетях основаны на архи­тектуре "клиент-сервер", ставшей доминирующим способом обработки данных. Термины "клиент" и "сервер" обозначают роли, которые играют различные компоненты в распределенной среде вычислений.

Компоненты "клиент" и "сервер" не обязательно должны работать на разных машинах, хотя обычно это так и есть - клиент-приложение находится на рабочей станции пользователя, а сервер - на специальной выделенной машине. Наиболее распространены следующие виды серверов: файл-серверы, серверы баз данных, серверы печати, серверы электронной почты, Web-сервер и другие. В последнее время интенсивно внедряются многофункциональные серверы приложений.

Клиент формирует запрос на сервер для выполнения соответствующих функций. Например, файл-сервер обеспечивает хранение данных общего поль­зования, организует доступ к ним и передает данные клиенту. Обработка данных распределяется в том или ином соотношении между сервером и клиентом.

В последнее время долю обработки, приходящуюся на клиента, стали называть "толщиной" клиента.

Развитие архитектуры "клиент-сервер" происходит по спирали и в настоящее время намечается тенденция централизации вычислений, то есть замены "толстых" клиентов - рабочих станций на основе высокопроизводительных ПЭВМ, оснащенных мощным программным обеспечением для поддержки прикладных про­грамм, мультимедийных средств, навигационного и графического интерфейса - "тонкими" клиентами. Характерный пример "тонкого" клиента - архитектура Sun Ray Hot Desk, предложенная компанией Sun Microsystems.

Рисунок 7 - Ранжирование клиентов по "толщине"

Архитектура Sun Ray Hot Desk предполагает использование настольных систем типа графических терминалов Sun Ray 1, имеющих минимум программных и аппаратных средств, но обладающих широкими возможностями работы с приложениями в соответствии с основной идеей "тонких" клиентов - вынести на сервер все, вплоть до виртуальных драйверов устройств, включая драйвер монитора. Историческими предшественниками "тонких" клиентов были алфа­витно-цифровые терминалы, подключавшиеся к главным ЭВМ, или мэйнфреймам (mainframe) через специализированные интерфейсы или универсальные последовательные порты.

Мэйнфреймы - классический пример централизации вычислений, поскольку в едином комплексе были сконцентрированы все вычислительные ре­сурсы, хранение и обработка огромных массивов данных. Основные достоинст­ва централизованной архитектуры - простота администрирования и защиты информации. Все терминалы были однотипными - следовательно, устройства на рабочих местах пользователей вели себя предсказуемо и в любой момент могли бы быть заменены, затраты на обслуживание терминалов и линий связи также легко прогнозировались.

Революция, вызванная появлением персональных компьютеров, сделала возможным иметь вычислительные и информационные ресурсы на рабочем столе пользователя и управлять ими по собственному разумению с помощью цветного оконного графического интерфейса. Увеличение производительности ПК позволило перенести части системы (интерфейс с пользователем, приклад­ную логику) для выполнения на персональном компьютере, непосредственно на рабочем месте, а функции обработки данных оставить на центральном компью­тере. Система стала распределенной - одна часть функций выполняется на цен­тральном компьютере, другая - на персональном, который связан с централь­ным посредством коммуникационной сети. Таким образом, появилась клиент-серверная модель взаимодействия компьютеров и программ в сети и на этой основе стали развиваться средства разработки приложений для реализации ин­формационных систем.

Однако двухуровневая архитектура "клиент-сервер" (рисунок 7) имеет та­кие существенные недостатки, как сложность администрирования и низкая ин­формационная безопасность, особенно заметные при сравнении ее с централи­зованной архитектурой мэйнфреймов (таблица 1).

Таблица 1 - Сравнение централизованной архитектуры мэйнфреймов и двухуровневой архитектуры "клиент-сервер"

Централизованная архитектура мэйнфрей­мов	Двухуровневая архитектура "клиент-сервер"
Вся информационная система на цен­тральном компьютере	Систему, состоящую из большого числа разнотипных компьютеров, на которых работают разнородные приложения, трудно админи­стрировать
На рабочих местах простые устройства доступа, дающие возможность пользовате­лю управлять процессами в информацион­ной системе	Компьютеры сложны в конфигурировании и поиске неисправностей, стоимость обслуживания достаточно высока
Устройство доступа общается с центральным компьютером посредством простого, аппаратно реализованного протоко­ла	Компьютер весьма уязвим для вирусов и несанкционированного доступа