Arquitectura Cliente Servidor

Arquitectura Cliente servidor.

Esta arquitectura consiste básicamente en un cliente que realiza peticiones a otro programa (el servidor) que le da respuesta. Aunque esta idea se puede aplicar a programas que se ejecutan sobre una sola computadora es más ventajosa en un sistema operativo multiusuario distribuido a través de una red de computadoras. La interacción cliente-servidor es el soporte de la mayor parte de la comunicación por redes. Ayuda a comprender las bases sobre las que están construidos los algoritmos distribuidos.

Ventajas de la arquitectura cliente/servidor

El modelo cliente/servidor se recomienda, en particular, para redes que requieran un alto grado de fiabilidad. Las principales ventajas son:recursos centralizados: debido a que el servidor es el centro de la red, puede administrar los recursos que son comunes a todos los usuarios, por ejemplo: una base de datos centralizada se utilizaría para evitar problemas provocados por datos contradictorios y redundantes.

seguridad mejorada: ya que la cantidad de puntos de entrada que permite el acceso a los

datos no es importante.administración al nivel del servidor: ya que los clientes no juegan un papel importante en este modelo, requieren menos administración.red escalable: gracias a esta arquitectura, es posible quitar o agregar clientes sin afectar el funcionamiento de la red y sin la necesidad de realizar mayores modificaciones.

Desventajas del modelo cliente/servidor

La arquitectura cliente/servidor también tiene las siguientes desventajas:
costo elevado: debido a la complejidad técnica del servidor.
un eslabón débil: el servidor es el único eslabón débil en la red de cliente/servidor,
debido a que toda la red está construida en torno a él. Afortunadamente, el servidor es
altamente tolerante a los fallos (principalmente gracias al sistema RAID).Funcionamiento del sistema cliente/servidor
Un sistema cliente/servidor funciona tal como se detalla en el siguiente diagrama:
El cliente envía una solicitud al servidor mediante su dirección IP y el puerto, que está reservado para un servicio en particular que se ejecuta en el servidor.El servidor recibe la solicitud y responde con la dirección IP del equipo cliente y su puerto

Componentes de la arquitectura cliente/servidor

El modelo Cliente/Servidor es un modelo basado en la idea del servicio, en el que el cliente es un proceso consumidor de servicios y el servidor es un proceso proveedor de servicios. Además esta relación está establecida en función del intercambio de mensajes que es el único elemento de acoplamiento entre ambos.

De estas líneas se deducen los tres elementos fundamentales sobre los cuales se desarrollan e implantan los sistemas Cliente/Servidor: el proceso cliente que es quien inicia el diálogo, el proceso servidor que pasivamente espera a que lleguen peticiones de servicio y el middleware que corresponde a la interfaz que provee la conectividad entre el cliente y el servidor para poder intercambiar mensajes.

Elementos principales

Cliente:

•Es quien inicia solicitudes o peticiones, tienen por tanto un papel activo en la comunicación 

(dispositivo maestro o amo).

•Espera y recibe las respuestas del servidor.

•Por lo general, puede conectarse a varios servidores a la vez.

•Normalmente interactúa directamente con los usuarios finales mediant

e una interfaz gráfica de usuario.

•Al contratar un servicio de redes , se tiene que tener en la velocidad de conexión que le otorga al cliente y el tipo de cable que utiliza , por ejemplo : cable de cobre ronda entre 1 mts y 99 mts.

Servidor:

•Al iniciarse esperan a que lleguen las solicitudes de los clientes, desempeñan entonces un papel pasivo en la comunicación (dispositivo esclavo).

•Tras la recepción de una solicitud, la procesan y luego envían 

la respuesta al cliente.

•Por lo general, aceptan conexiones desde un gran número de clientes (en ciertos casos el número máximo de peticiones puede estar limitado).

•No es frecuente que interactúen directamente con los usuarios finales.

Middleware

El middleware es un módulo intermedio que actúa como conductor entre sistemas permitiendo a cualquier usuario de sistemas de información comunicarse con varias fuentes de información que se encuentran conectadas por una red. En el caso que nos concierne, es el intermediario entre el cliente y el servidor y se ejecuta en ambas partes.

La utilización del middleware permite desarrollar aplicaciones en arquitectura Cliente/Servidor independizando los servidores y clientes, facilitando la interrelación entre ellos y evitando dependencias de tecnologías propietarias. El concepto de middleware no es un concepto nuevo. Los primeros * monitores de teleproceso* de los grandes sistemas basados en tecnología Cliente/Servidor ya se basaban en él, pero es con el nacimiento de la tecnología basada en sistemas abiertos cuando el concepto de middleware toma su máxima importancia.

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Tipos de Arquitectura Cliente Servidor

Uno de los aspectos claves para entender la tecnología Cliente/Servidor, y por tanto contar con la capacidad de proponer y llevar a cabo soluciones de este tipo, es llegar a conocer la arquitectura de este modelo y los conceptos o ideas asociados al mismo. Más allá de entender los componentes cliente/middleware/servidor, es preciso analizar ciertas relaciones entre éstos, que pueden definir el tipo de solución que se ajusta de mejor forma a las estadísticas y restricciones acerca de los eventos y requerimientos de información que se obtuvieron en la etapa de análisis de un determinado proyecto. De hecho el analista deberá conocer estos eventos o restricciones del proyecto para que a partir de ahí, se puedan hacer las consideraciones y estimaciones de la futura configuración, teniendo en cuenta aspectos como por ejemplo, la oportunidad de la información, tiempo de respuesta, tamaños de registros, tamaño de bases de datos, estimaciones del tráfico de red, distribución geográfica tanto de los procesos como de los datos, etc.

En tal sentido se presenta, en primer lugar, un esquema de clasificación basado en los conceptos de Fat Client/Thin Client, Fat Server/Thin Server, es decir, basado en el tamaño de los componentes. En segundo lugar tenemos una clasificación según la naturaleza del servicio que nos ofrecen.

Por tamaño de componentes

Este tipo de clasificación se basa en los grados de libertad que brinda el modelo Cliente/Servidor para balancear la carga de proceso entre los niveles de presentación, aplicación y base de datos. Dependiendo de qué segmento de las capas de software tenga que soportar la mayor o menor carga de procesamiento, se habla de Fat Client (Thin Server) o Fat server (Thin Client). Consideraciones de este tipo son importantes en el momento de decidir una plataforma de desarrollo, al mismo tiempo que pueden definir la viabilidad o no de las mismas para enfrentar un cierto número de restricciones impuestas por una problemática a resolver.

Fat client (thin server)

En este esquema de arquitectura el peso de la aplicación es ejecutada en el cliente, es decir, el nivel de presentación y el nivel de aplicación corren en un único proceso cliente, y el servidor es relegado a realizar las funciones que provee un administrador de base de datos.

En general este tipo de arquitectura tiene mejor aplicación en sistemas de apoyo de decisiones (DSS: Decision Support System) y sistemas de información ejecutiva (EIS: Executive Information System), y como se concluirá más adelante, tiene pocas posibilidades de aplicarse en sistemas de misión crítica.

Fat server (thin client)

Este es el caso opuesto al anterior, el proceso cliente es restringido a la presentación de la interfaz de usuario, mientras que el peso de la aplicación corre por el lado del servidor de aplicación.

En general este tipo de arquitectura presenta una flexibilidad mayor para desarrollar una gran variedad de aplicaciones, incluyendo los sistemas de misión crítica a través de servidores de transacciones.

Por naturaleza de servicio

Servidores de ficheros

Con un servidor de archivos, un cliente lo que hace es requerimientos de los mismos sobre una red. Esta es una forma muy primitiva de servicios de datos, la cual necesita intercambio de muchos mensajes sobre una red para hallar el dato requerido. Los servidores de archivos usan recursos compartidos sobre la red y son necesarios para crear repositorios de documentos, imágenes y archivos grandes sobre la red.

Servidores de bases de datos

Este análisis está elaborado desde el punto de vista del modelo Cliente/Servidor, y está directamente relacionado con la arquitectura en dos planos, que se describirá en el apartado siguiente.

Obviamente la creación de aplicaciones Cliente/Servidor está asociada a la utilización de servidores de bases de datos relacionales SQL, y dependiendo de los requerimientos y restricciones se debe elegir entre una arquitectura dos o tres planos. Pero para una arquitectura centrada en un servidor de bases de datos, cualquiera de las modalidades dos planos, permite que un proceso cliente solicite datos y servicios directamente a un servidor de bases de datos. Según las distintas normas de SQL (SQL-89, SQL-92, SQL3) el servidor debe proveer un acceso

compartido a los datos con los mecanismos de protección necesarios, así como proveer mecanismos para seleccionar resultados dentro de un conjunto de datos, posibilitando un ahorro en procesos de comunicación. El servidor debe también proveer mecanismos de concurrencia, seguridad y consistencia de datos, basado principalmente en el concepto de transacción en el que todo se realiza, y por lo tanto se hace permanente, o todo falla, anulándose la transacción en tal caso.

Servidores de transacciones

Estos tipos de sistemas se pueden implementar con cualquiera de las modalidades Cliente/Servidor en dos o tres planos, pero incorporan un elemento principal sobre el cual se elabora y basa toda la fortaleza de este modelo, el concepto de transacción.

Con un servidor de transacciones el proceso cliente llama a funciones, procedimientos o métodos que residen en el servidor, ya sea que se trate de un servidor de bases de datos o un servidor de aplicaciones. Lo importante es que el intercambio a través de la red se realiza mediante un único mensaje de solicitud/respuesta, es decir, independientemente de que se necesite ejecutar una o más funciones, una o más instrucciones o sentencias SQL, éstas son agrupadas en una unidad lógica llamada transacción; evitando así el intercambio a través de la red de un mensaje solicitud/respuesta por cada sentencia SQL, el cual es el caso de los sistemas Cliente/Servidor dos planos, implementados a través de SQL remoto. Estas aplicaciones denominadas OLTP (On Line Transaction Proccesing) están orientadas a dar soporte a los procedimientos y reglas de los sistemas de misión crítica.

Servidores de objetos

Con un servidor de objetos, las aplicaciones Cliente/Servidor son escritas como un conjunto de objetos que se comunican. Los objetos cliente se comunican con los objetos servidores usando un Object Request Broker (ORB). El cliente invoca un método de un objeto remoto. El ORB localiza el método del objeto en el servidor, y lo ejecuta para devolver el resultado al objeto cliente. Los servidores de objetos deben soportar concurrencia. La parte central de la comunicación en los servidores de objetos es el ORB:

• Elemento central y principal de esta arquitectura.
• Bus de objetos. Permite la comuniación entre ellos.
• Middleware avanzado: Permite llamadas estáticas y dinámicas a objetos.
• Lenguaje de descripción de interfaces independiente del lenguaje de programación.

Servidores web

La primera aplicación cliente servidor que cubre todo el planeta es el World Wide Web. Este nuevo modelo consiste en clientes simples que hablan con servidores Web. Un servidor Web devuelve documentos cuando el cliente pregunta por el nombre de los mismos. Los clientes y los servidores se comunican usando un protocolo basado en RPC, llamado HTTP. Este protocolo define un conjunto simple de comandos, los parámetros son pasados como cadenas y no provee tipos de datos. La Web y los objetos distribuidos están comenzando a crear un conjunto muy interactivo de computación Cliente/Servidor.

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