Технология «клиент-сервер» (Определение «Клиент-Сервера»)

Содержание:

Введение

Результатом развития компьютерных технологий стало появлением компьютерных сетей. Это стало новым этапом в компьютерных технология в целом.

Одновременно, с усовершенствованием аппаратной части усовершенствуется и сетевое программное обеспечение. Но к сожалению, со временем, нельзя было обойтись только развитием аппаратной и программной части. Потребовалось создать новые технологии, отвечающие современным требованиям и запросам. Благодаря чему, были разработаны и созданы современные технологии. Одной из новых стала сетевая технология «Клиент- Сервер». Данная технология позволяет пользователям в сети получать быстрый и безопасный доступ к ресурсам.

Поскольку каждый день встречаемся с этой технологией, иногда, даже не замечая этого. Примером может стать приложение для доступа в социальную сеть или в банк-клиент. В организациях это технология используется более широко. Начиная терминальных клиентов заканчивая специализированным сетевым программным обеспечением. Результатом этой работы станет более подробное описание данной технологии.

1. Технология клиент-сервер

Общая теоретическая информация.

Технология «Клиент-Сервер» - можно назвать моделью взаимодействия автоматизированного рабочего места (АРМ) с сервером, в которой от АРМ исходит запрос на выполнение какой-либо процесса, а сервер его исполняет.

Участниками такого взаимодействия будут клиент и сервер. Чаще всего клиентом и сервером называют компьютеры, на которых установлено клиентское и серверное программное обеспечение. [1]

Стоит отметить, что выполнение процесса – это не обязательное чтение или получение информации от сервера, так же может быть сохранением, пересылкой и т.д.

Для организации работы пользователя с общими информационными ресурсами необходимо как минимум три элемента:

- Клиентская часть программного обеспечения, установленная на АРМ или другом устройстве (смартфон и т.д), которое осуществляет сетевой запрос серверу с целью получения объекта для работы с ним (Чтение, редактирование, запись или печать).

- Серверная часть программного обеспечения, установленная на сервере либо на мощном компьютере, где располагается необходимый информационный объект. Данная часть осуществляют всю обработку запросов на поиск и пересылку, а также предоставление одновременного доступа к нему нескольких пользователей.

- протоколы и правила взаимодействия между частями программного обеспечения.

2. Определение «Клиент-Сервера»

При большом количестве компьютеров в сети организации или предприятии чаще всего используют полезную технологию «клиент-сервер». Простым языком можно сказать, что в такой сети отдельный компьютер обращается к мощному компьютеру или компьютерам, серверу или серверам.

Сервер – это мощный компьютер или специализированное сетевое программное обеспечение, которое предоставляет доступ клиенту к общим ресурсам и управляет доступом к ним.

Клиент – пользователь ресурсов, которые предоставляет сервер. Данная модель представлена рисунке №1.

СЕРВЕР

КЛИЕНТ

№1 https://vk.com/fisher1996

КЛИЕНТ

№2

Рисунок №1 Модель «клиент-сервер»

Роль сервера и клиента.

Роль сервера состоит в обеспечении централизованной защите и управлении доступом к ресурсам. В клиент серверной среде в роли клиентов выступают АРМ пользователей, как правило под управлением операционной системы Microsoft Windows, так же существует поддержка и сторонних операционных систем. Обычно, клиентская часть программного обеспечения использует собственные вычислительные мощности АРМ или устройства для обработки информации, но само предоставление информации возлагается на сервер.[2] Используются следующие обозначения ролей в обработке информации. Клиентская часть – front end обработка, а Серверной – back end обработка.

С успешной работой в собственной среде, сети модели «Клиент – Сервер» могут работать с микрокомпютерами и мейнфреймами. Данная гибкость системы имеет большой плюс – это её достаточно низкая стоимость, что и привлекает в данной технологии. Работая в данной среде на компьютере или устройстве – клиенте, есть возможность использовать три разных методов обработки информации: автономная работа, взаимодействие с другими ПК и устройствами в сети, подключение к серверу для получения доступа к информации.

Мейнфрейм – это большой и высокопроизводительный отказоустойчивый сервер со большими ресурсами для ввода-вывода. В таком сервере установлено большие объемы оперативной и постоянной памяти.

Прикладные протоколы.

Необходимо уметь различать понятия сетевых приложений и протоколов прикладного уровня. Прикладные протоколы являются неотъемлемой частью сетевых приложений. Разберем два примера:

Пример №1. Web браузер является сетевым приложением, оно позволяет получать пользователю web-документы (страницы), которые состоят из множества компонентов и стандарт формата документов HTML. Примерами таких приложений: Браузеры Google Chrom, Mazila Firefox, Edge и др. Web-Серверы: Apache, Microsoft Internet Information Server (IIS).

Протокол прикладного уровня для web имеет название протокола передачи гипертекста - HyperText Transfer Protocol или сокращенно HTTP существует, и защищенная версия HTTPS. Также описывает формат и порядок обмена информацией между клиентом и сервером. HTTP является лишь частью web – приложения. [3]

Пример №2. Рассмотрим приложение для работы с электронной почтой. Электронная почта состоит из нескольких компонентов:

- почтовый сервер, который содержат почтовые ящики пользователей,

- программного обеспечения для чтения создания писем,

- стандарты, которые описывают структуру писем,

- протоколы, регламентирующие порядок обмена сообщениями.

Основным протоколом для электронной почты является Simple Mail Transfer Protocol сокращенно SMTP(RFC 2821), который является частью структуры приложений электронной почты.

Протоколы прикладного уровня определяют способы обмена сообщениями между двумя процессами, которые выполняются на разных системах. Протокол определяет следующие элементы:

- Тип используемых сообщений (Запросы или Ответы);

- Синтаксис каждого из типов сообщений;

- Семантику полей;

- Правила событий, для генерации сообщений

Стоит отметить, что некоторые из протоколов прикладного доступа (HTTP, SMTP и др.) являются официально документированными в RFC. Это означает, что если разработчик нового браузера будет следовать стандарту, то браузер сможет получать документы с любого web-сервера, построенного поэтому же стандарту. Тем не менее существует множество протоколов прикладного уровня, которые не стандартизированы и при этом используются для поддержки коммерческих продуктов. В частности, это характерно для Интернет-телефонии.

Представление данных.

Уровни представления данных в Системах Обработки Данных (СОД) хранят и обрабатывают информацию о физических объектах реального мира. Некоторую совокупность информации, описывающую конкретный объект, называют логической записью или просто записью.

Информационный массив – совокупность данных, которые охватывают множество объектов определенного класса.

В реальном мире между объектами существуют определенные взаимоотношения и связи, имеющие различную степень сложности. В процессе разработки в СОД эти отношения выявляются и отображаются путем структуризации записей и информационных массивов.

Структура данных – организация информационного массива, обеспечивающая определенные взаимоотношения между данными.

Любые работы с этими данными в процессе обработки на ЭВМ не должны разрушать структуру данных, поэтому необходимо ее поддерживать.

Существует несколько уровней представления данных:

- логический;

- хранения;

- физический.

1.5.1 Логический уровень.

На логическом уровне устанавливается перечень признаков, полностью описывающий класс объектов. Совокупность признаков и их взаимосвязь определяют внутреннюю структуру записи.

Логическая структура данных должна полностью описывать объекты, сведения которых обрабатывает СОД, полностью отражать взаимоотношения между объектами и их характеристиками.

На данном уровне не учитывают техническое и математическое обеспечение системы ЭВМ.

1.5.2. Уровень хранения.

На уровне хранения работают с структурой данных – представлениями логической структуры в памяти ЭВМ. Структура хранения должна полностью отображать логическую структуру данных и поддерживать ее в процессе работы СОД. В роли единицы информации выступает логическая запись.

От выбора структуры хранения зависит качество обработки данных. Например, правильно выбранная структура хранения может обеспечивать минимальное использование машинной памяти, быстрый поиск и обработку нужных данных, добавление или удаления старых записей без разрушения структуры.

При выборе структуры хранения должны учитываться особенности организации памяти ЭВМ. При этом задается тип и формат данных, а также определяется способ поддержания логической структуры.

Существуют различные способы представления данных в оперативной памяти ЭВМ и на внешних носителях, одна и та же структура данных может быть реализована в памяти ЭВМ различными структурами хранения. Каждая структура хранения представляет определенный способ доступа к данным и определённые возможности при работе с данными. Структура хранения характеризуется объемом памяти, необходимым для размещения данных.

Поддержка структуры хранения осуществляется программными средствами. Для реализации структуры хранения требуются языки программирования, возможности которых следует учитывать при разработке и выборе структуры хранения.

1.5.3 Физический уровень.

На физическом уровне представления данных работают с физическими структурами данных. На данном уровне решается задача реализации структуры хранения непосредственно в конкретной памяти конкретного ЭВМ.

Единицей информации на этом уровне будет является физическая запись, которая представляет собой участок носителя, на котором размещается одна или несколько логических записей. При разработке структур памяти происходит анализ параметров конкретных технических средств: типы и объем памяти, способ адресации, методы и время доступа. На этом же уровне решаются задачи по организации обмена данными между оперативной и внешней памятью ЭВМ. Так же при разработке структур данных всех уровней должен обеспечиваться принцип независимости данных.

Физическая независимость данных - изменения в физическом расположении данных и в техническом обеспечении системы не должны отражаться на логических структурах и прикладных программах, т.е. не должны вызывать их изменений.

Логическая независимость данных - изменения в структурах хранения не должны вызывать изменений в логических структурах данных и в прикладных программах. Кроме того, изменения, вносимые в логические структуры данных в связи с появлением новых пользователей и новых запросов, не должны отражаться на прикладных программах других пользователей системы.

Принципы построения распределенных информационных систем.

Принципы структурного подхода.

В основу функционально-модульного подхода положен принцип алгоритмической декомпозиции.

Алгоритмическая декомпозиция - разделение системы, путем разделения алгоритмов, где каждый модуль системы выполняет один из этапов общего процесса.

Традиционный функционально-модульный подход к разработке ИС предусматривает строго последовательный порядок. По мнению Страуструпа, главный недостаток модели "водопада" заключается в склонности информации течь только в одну сторону. Если проблема оказывается "внизу по течению", то часто возникает сильный организационный и методический нажим с целью проводить лишь ограниченные исправления и разрешить проблему без воздействия на предыдущие стадии проекта. Такая недостаточная обратная связь приводит к проектированию, ущербному во многих отношениях, а ограниченные исправления ведут к деформированным реализациям. Изменение требований к системе может привести к ее полному перепроектированию, поэтому ошибки, заложенные на ранних этапах, сильно сказываются на времени и конечной цене разработки. Ориентация на такую последовательную модель увеличивает вероятность того, что будет утрачен контроль над решением возникающих проблем.

Неоднородность ресурсов.

Одной из проблем, на которую стоит обратить внимание, является разнородность информационных ресурсов, используемых в корпоративных системах.

Проблема разнородности требует решения в виде методики интеграции ресурсов информационной системы. Такая методика должна определять системную архитектуру, позволяющую обеспечить взаимодействие компонентов ИС. В силу организационных и технических причин подобная интеграционная архитектура должна базироваться на распределенной модели вычислений, так как ни одна другая модель не соответствует реалиям информационных систем масштаба корпорации. В свою очередь, наиболее естественным применительно к проектированию и реализации разнородных распределенных систем представляется объектно-ориентированный подход, являющийся предметом настоящей статьи.

Концепции и принципы объектного подхода.

Основные понятиями объектно-ориентированного подхода являются объект, класс и экземпляр.

Объект - это абстракция множества предметов реального мира, обладающих одинаковыми характеристиками и законами поведения. Объект представляет собой типичный неопределенный элемент такого множества. Экземпляр объекта - это конкретный определенный элемент множества. Например, в банковском деле объектом является некоторый лицевой счет, а экземпляром этого объекта - лицевой счет #123.

Класс - это множество предметов реального мира, связанных общностью структуры и поведением. Элемент класса - это конкретный элемент данного множества.

Таким образом, объект - это типичный представитель класса, а термины "экземпляр объекта" и "элемент класса" равнозначны.

С точки зрения объектного моделирования понятия "описание класса" и "описание объекта" эквивалентны, так как для определения множества схожих элементов, образующих класс, достаточно описать его типичного представителя, то есть объект.

Следующую группу важнейших понятий объектного подхода составляют инкапсуляция, наследование и полиморфизм.

Объектный подход предполагает, что собственные ресурсы, которыми могут манипулировать только методы самого объекта, скрыты от внешних компонентов. Сокрытие данных и методов в качестве собственных ресурсов объекта получило название инкапсуляции. [4]

Полиморфизм - это способность объекта принадлежать более чем одному типу. Существуют и другие виды полиморфизма, такие как перегрузка и параметрический полиморфизм. С помощью перегрузки имена, обозначающие названия методов, могут быть использованы для указания различающихся реализаций. Для разрешения конфликтов применяется контекстная информация. Наиболее распространенная форма параметрического полиморфизма в большинстве языков программирования состоит в возможности использования типов в качестве параметров программных единиц.

Наследование означает построение новых классов, на основе существующих с возможностью добавления или переопределения данных и методов.

1.6.4 Применение объектного подхода

Объекты - сущности, инкапсулирующие данные, - это основные элементы, моделирующие реальный мир. В отличие от структурного подхода, где основное внимание уделяется функциональной декомпозиции, в объектном подходе предметная область разбивается на некоторое множество относительно независимых сущностей - объектов [5]. Объектная декомпозиция, отраженная в спецификациях и кодах приложений, есть главное отличие объектного подхода. Например, объект "Покупатель" может представлять собой структуру данных, хранящую детализированную информацию о покупателе: его имя, адрес и состояние банковского счета.

Класс объектов, кроме структур, данных, определяет функции (методы), применимые к этим структурам.

В примере с объектом "Покупатель" класс может содержать такие функции (методы), как проверить кредитоспособность, выставить счет и т. д. Класс - это ключевой элемент, обеспечивающий модульность в проектных спецификациях ИС и программных решениях.[5]

Объектно-ориентированная система изначально строится с учетом ее эволюции. Ключевые элементы объектного подхода - наследование и полиморфизм - обеспечивают возможность определения новой функциональности классов объектов с помощью создания производных классов - потомков базовых классов. Потомки наследуют характеристики родительских классов без изменения их первоначального описания и добавляют при необходимости собственные структуры данных и методы. Определение производных классов, при котором задаются только различия или уточнения, в огромной степени экономит время и усилия при производстве и использовании спецификаций и программного кода.

Третьим важным качеством объектного подхода является согласованность моделей системы от стадии анализа до программных модулей. Требование согласованности моделей выполняется благодаря возможности применения абстрагирования, модульности, полиморфизма на всех стадиях разработки. Модели анализа могут быть непосредственно подвергнуты сравнению с моделями реализации. По объектным моделям может быть прослежено отображение реальных сущностей моделируемой предметной области в объекты и классы информационной системы.

3. Использование технологии клиент-сервер

Установка Серверной части 1С:Предприятие.

В качестве операционной системы для установки сервера 1С Предприятие 8.2, была выбрана Windows Server 2012r2. После запуска инсталлятора, появилось окно приветствия (Рисунок №2), в котором нам необходимо нажать «далее».

Рисунок №2.

На следующем этапе, необходимо выбрать компоненты для установки. В нём необходимо выбрать «Сервер 1С:Предприятие» (Рисунок №3) Остальные компоненты выбираются по мере необходимости и могут быть до установлены в последующем.

Поскольку закладываем на будущее использование «тонких клиентов» то предполагается, что уже установлен веб-сервер IIS или Apache, поэтому мы дополнительно выбираем компонент «Модули расширения веб-сервера».

Рисунок №3.

После выбора всех необходимых для работы компонентов продолжаем установку нажатием на кнопку «Далее». На следующем шаге нам предлагают выбрать язык интерфейса системы по умолчанию, поскольку мы не собираемся его менять, продолжаем нажатием на «далее» (Рисунок №4).

Рисунок №4.

Сервер 1С Предприятия может быть установлен в двух вариантов, 1) Как программа. 2) Как сервис. Для наилучшей производительности и устойчивости производитель рекомендует устанавливать платформу в качестве сервиса.

На следующем этапе (Рисунок №5), нам предлагают создать пользователя с правами Администратора, это необходимо для запуска сервиса или программы. Для обеспечения информационной безопасности рекомендуется создавать отдельного пользователя.

Рисунок №5.

После создания пользователя со сложным паролем, нажимаем «Далее» начинается процесс установки, как показывает практика установка сервера занимает от 10 минут. Конечно, время установки может зависить от аппаратного обеспечения сервера.

После завершении установки, остается последний этап. Установка драйвера защиты для пользовательского ключа (Рисунок №6). Стоит отметить, что драйвер защиты устанавливается на каждый клиент (АРМ). Исключением будет терминальный сервер с 1С Предприятие.

Рисунок №6.

На этом серверная часть установки завершена. В случае терминального сервера с 1С Предприятие. Сотрудники уже могут подключаться к системе. Но есть клиенты, у которых система будет работать в качестве программы на АРМ.

Установка клиентской части 1С:Предприятие.

Клиентскую часть платформы можно установить, как на Windows, так и на Unix операционные системы. В нашем примере установка будет осуществляется на Windows 7. Но перед установкой необходимо узнать разрядность системы. Она бывает либо 32 битной, либо 64 битной. Для определения разрядности необходимо открыть свойства компьютера (Рисунок №7) Открываем «Мой компьютер» - нажатием правой кнопки мыши появится контекстное меню, в котором необходимо выбрать «Свойства». В появившимся окне необходимо найти «Тип системы». В нашем случае указано «32-разрядная операционная система». Из чего можно сделать вывод, что при установки необходимо выбрать дистрибьютив для 32 битной системы.

Рисунок №7.

В папке дистрибьютива платформы 1С необходимо выбрать папку «setupwin» в ней находятся установочные файлы для нашей разрядности. В папке запускаем инсталлятор «setup.exe» Появится окно приветствия, оно аналогично установки серверной части. В нем нажимаем «далее». После этого появится окно выбора параметров установки (Рисунок №8).

Рисунок №8.

Поскольку это исключительно клиентская часть, выбираем только 1С:Предприятие. И продолжаем установку нажатием на «Далее».

На следующем этапе нам предлагают выбрать язык пользовательского интерфейса, нам необходимо оставить «как есть», а именно «системные установки». Инсталлятор самостоятельно проверит операционную систему на выбранный язык. И установит язык интерфейса, как и на АРМ. Продолжаем установку нажатием на «Далее».

На следующем этапе (Рисунок №9) нам сообщается, что система полностью готова к системе, и необходимо запустить установку нажатием на «Установить»

Рисунок №9.

Запустится процесс установки (Рисунок №10). Как показывает практика, установка клиентской части занимает в разы меньше времени чем серверная.

Рисунок №10.

После установки, завершающим этапом установки будет «Установка драйвера защиты». На этом установка системы закончена. Пользователь запускает ярлык на рабочем столе. У него открывается окно выбора информационных баз (Рисунок №11). Выбор зависит от конкретной ситуации. Если же необходимо подключиться к уже существующей информационной базе, необходимо выбрать «Да». Если базы отсутствуют, то необходимо создать новую базу данных для начала ведения учета, нажимаем «Нет» и прежде всего устанавливаем шаблон типовой конфигурации, а уже затем на основании шаблона создаем новую информационную базу.

Рисунок №11.

Создание новой информационной базы.

Разберем ситуацию, когда необходимо создать новую информационную базу. Для этого нажимаем «НЕТ». Далее нажимаем «добавить» (Рисунок №12)

Рисунок №12.

В появившимся окне (Рисунок №13), необходимо выбрать «создание новой информационной базы» нажатием на «Далее» продолжить создание базы.

Рисунок №13.

На следующем этапе необходимо определится, будет ли использоваться конфигурация из шаблона, или программист будет создавать свою конфигурацию. Мы выбираем «Создание информационной базы из шаблона» (Рисунок №14). Шаблон выбираем «Управление торговлей»

Рисунок №14

Следующий этап предлагает задать имя информационной базы и место хранения базы. Для хранения можно использовать сервер 1С:Предприятия, или компьютер. В нашем случает выбираем «На сервере 1С:Предприятия»

Продолжаем установку нажатием «Далее».

В следующем окне указываем параметры запуска созданной базы 1С. Так как мы с вами создает базу которая будет работать в файловом режиме все настройки оставляем по умолчанию и кликаем «готово». После этого в списках доступных информационных баз появится база, которую мы создали. (Рисунок №15). Пользователь вбирает данную базу и может начинать работать с программой. Работающей по технологии «клиент – сервер». [6]

Рисунок №15.

Заключение

Наиболее бурно развивающимся направлением в области информационных технологий в последние годы стала разработка программного обеспечения на основе архитектуры клиент-сервер, связанного с сетью Internet или системами Intranet, опирающегося на Web-технологию и язык Java. Объектные, распределенные технологии консорциумов OMG и ODMG интегрируются в общие тенденции, расширяя и обобщая их. Примечательно, что все ведущие производители систем Internet/Intranet, включая Sun, IBM, Netscape, Microsoft, встраивают в свои продукты поддержку КС совместимых протоколов.

Технология клиент-сервер развивается уже давно. За это время она прошла путь от академических исследований до промышленных, стандартизованных решений, позволяющих создавать по-настоящему большие, распределенные корпоративные системы, способные эволюционировать экономически эффективным образом. Можно предположить, что консолидация современных сетевых, реляционных и объектно-ориентированных технологий позволит выйти на еще более высокий уровень интеграции и качества информационных систем.

Библиографический список

1. Грофф Дж., Вайнберг П. Энциклопедия SQL. 3-е изд СПб.: Питер, 2003 стр. 321,325.
2. Коннолли Т., Бегг К. Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика = Database Systems: A Practical Approach to Design, Implementation, and Management. — 3-е изд. — М.: Вильямс, 2003. — 1436 с
3. Миков А. И., Королев Л.Н., Информатика. Введение в компьютерные науки. — Абрис, Высшая школа, 2012.
4. Симонович С.В., Евсеев Г.А., Общая информатика. Учебное пособобие. – М.: АСТ-Пресс: Инфорком-Пресс. 2008.-277с.
5. Гвоздева В.А., «Информатика, автоматизированные информационные технологии и системы»: учебник – Москва: Форум: Инфра-М, 2011.
6. Сайт «1С: Предприятие 8» http://v8.1c.ru/